Elio-3 superfluido (1), scoperto il perché della mancanza
di attrito.
I fisici della Lancaster
University hanno stabilito perché gli oggetti che si muovono attraverso
l’elio-3 superfluido non sono soggetti a limiti di velocità. L’elio-3 è un raro
isotopo dell’elio, in cui manca un neutrone. Diventa superfluido a temperature
estremamente basse, consentendo proprietà insolite come la mancanza di attrito
per oggetti in movimento.
Si pensava che la velocità degli
oggetti che si muovevano attraverso l’ elio-3 superfluido fosse
fondamentalmente limitata alla velocità critica di Landau e che il superamento
di questo limite di velocità avrebbe distrutto il superfluido. Precedenti
esperimenti a Lancaster hanno scoperto che non è una regola rigida e gli
oggetti possono muoversi a velocità molto maggiori senza distruggere il fragile
stato superfluido.
Ora gli scienziati della
Lancaster University hanno scoperto il motivo dell’assenza del limite di
velocità: particelle esotiche che si attaccano a tutte le superfici del
superfluido. La scoperta potrebbe guidare le applicazioni nella tecnologia
quantistica, persino nell’informatica quantistica, dove più gruppi di ricerca
mirano già a fare uso di queste particelle insolite.
Un liquido denso dove non c’è resistenza:
Per scuotere le particelle
legate, i ricercatori hanno raffreddato l’elio-3 superfluido fino a un
decimillesimo di grado dallo zero assoluto. Hanno quindi spostato un filo
attraverso il superfluido ad alta velocità e misurato quanta forza era
necessaria per muovere il filo. A parte una forza estremamente piccola relativa
allo spostamento delle particelle legate quando il filo inizia a muoversi, la
forza misurata era zero.
L’autore principale, il dottor
Samuli Autti, ha dichiarato: “L’elio-3 superfluido è come il vuoto per una
barra che si muove attraverso di essa, sebbene sia un liquido relativamente
denso. Non c’è resistenza, nessuna. Lo trovo molto intrigante”.
Lo studente Ash Jennings ha
aggiunto: “Facendo in modo che la bacchetta cambi la sua direzione di
movimento, siamo stati in grado di concludere che la bacchetta sarà nascosta al
superfluido dalle particelle legate che la ricoprono, anche quando la sua
velocità è molto alta.” “Le particelle legate inizialmente si spostano per raggiungere
questo obiettivo, e ciò esercita una piccola forza sull’asta, ma una volta
fatto, la forza scompare completamente”, ha detto il dottor Dmitry Zmeev, che
ha supervisionato il progetto. I risultati sono pubblicati su Nature
Communications.
Da:
1) 1) In
fisica moderna la superfluidità è uno stato della materia caratterizzato dalla
completa assenza di viscosità, dall'assenza di entropia e dall'avere
conducibilità termica infinita. I superfluidi, se messi in un percorso chiuso,
possono scorrere infinitamente senza attrito. La superfluidità è stata scoperta
da Pëtr Leonidovič Kapica, John F. Allen, e Don Misener nel 1937. Lo studio dei
superfluidi è chiamato idrodinamica quantistica.
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