초유동성
Superfluidity
| 응집 물질 물리학 |
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| 단계 · 상전이 · QCP |
초유동성은 점도가 0인 유체의 특성으로 운동 에너지의 손실 없이 흐릅니다.초유체는 휘저으면 소용돌이를 형성하고 소용돌이는 무한히 계속 회전합니다.초유동성은 헬륨 동위원소 두 개가 극저온으로 냉각되어 액화되면 발생한다.그것은 또한 천체물리학, 고에너지 물리학, 양자중력 [1]이론에서 존재하도록 이론화된 물질의 다양한 이국적인 상태의 특성이다.초유체 이론은 소련의 이론 물리학자 레프 란다우와 이사크 칼라트니코프에 의해 개발되었다.
초유동성은 종종 보스-아인슈타인 응축과 일치하지만, 두 현상 모두 다른 현상과는 직접적으로 관련이 없다. 모든 보스-아인슈타인 응축체가 초유동체로 간주될 수 있는 것은 아니며, 모든 초유체가 보스-아인슈타인 [2]응축체인 것은 아니다.
액체 헬륨의 초유동성
초유동성은 표트르 카피사에 의해 헬륨-4에서 발견되었고 존 F에 의해 독립적으로 발견되었다. 알렌과 돈 메스퍼.그것은 이후 현상학과 미시적 이론을 통해 기술되어 왔다.액체 헬륨-4에서 초유동성은 헬륨-3보다 훨씬 높은 온도에서 발생합니다.헬륨-4의 각 원자는 정수 스핀으로 인해 입자가 된다.헬륨-3 원자는 페르미온 입자이며 훨씬 낮은 온도에서 자신과 같은 다른 입자와 결합해야만 보손을 형성할 수 있다.헬륨-3의 초유체 발견은 1996년 노벨 [1]물리학상의 기초가 되었다.이 과정은 초전도에서의 전자쌍과 유사하다.
초콜드 원자 가스
초유동성은 2005년 4월 MIT에서 50nK의 온도에서 리튬-6의 양자 소용돌이를 관찰한 볼프강 케틀레와 그의 팀에 의해 실험적으로 증명되었다.[3][4]이러한 소용돌이는 2000년에 [5]루비듐-87을 사용한 초콜드 보손 가스에서, 그리고 최근에는 2차원 [6]가스에서 관찰되었다.1999년 초, Lene Hau는 빛을 느리게 하기 위해 나트륨[7] 원자를 사용하여 이러한 응축수를 만들어 냈고, 나중에 그것을 [8]완전히 멈추었다.그녀의 팀은 이후 이 압축광[9] 시스템을 사용하여 충격파와 [10]토네이도의 초유체 유사체를 생성했다.
이러한 극적인 들뜸은 다시 양자화된 소용돌이로 붕괴하는 솔리톤의 형성을 야기하며, 이는 Bose-Ainstein 응축액에서 초유체 분해 과정을 직접적으로 드러낸다.이중 경도로 블록 설정에서는 충격파 간에 제어된 충돌을 생성하여 전혀 예상치 못한 비선형 들뜸을 발생시킬 수 있습니다.우리는 어두운 솔리톤 쉘에 내장된 소용돌이 고리로 구성된 하이브리드 구조를 관찰했다.소용돌이 고리는 '유령 프로펠러'로 작용하여 매우 풍부한 들뜸 역학을 일으킨다.
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천체물리학의 초유체
초유동성이 중성자 별 안에 존재한다는 생각은 Arkady Migdal에 [11][12]의해 처음 제안되었다.전자-래티스 상호작용에 의해 쿠퍼 쌍을 형성하는 초전도체 내부의 전자와 유사하면, 충분히 높은 밀도와 낮은 온도의 중성자 별에 있는 핵자도 장거리 유인 핵력으로 쿠퍼 쌍을 형성할 수 있고, 초유동성과 [13]초전도성을 가져올 수 있을 것으로 예상된다.
고에너지 물리학과 양자 중력에서
초유체 진공 이론(SVT)은 물리적인 진공이 초유체로 간주되는 이론 물리학과 양자역학에서의 접근법이다.
이 접근법의 궁극적인 목표는 양자역학을 중력과 통합하는 과학적 모델을 개발하는 것입니다.이는 SVT를 양자 중력 이론과 표준 모델의 확장에 대한 후보로 만듭니다.
그러한 이론의 개발이 모든 기본 상호작용의 일관된 단일 모델로 통합되고, 모든 알려진 상호작용과 소립자를 동일한 실체의 다른 표현인 초유체 진공으로 묘사하기를 희망합니다.
거시적으로 보면 찌르레기 소음에서 더 큰 비슷한 현상이 일어나는 것으로 제시되었다.비행 패턴의 변화 속도는 일부 액체 상태에서 [14]초유동성으로 이어지는 위상 변화를 모방합니다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
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- ^ Hau, L. V.; Harris, S. E.; Dutton, Z.; Behroozi, C. H. (1999). "Light speed reduction to 17 metres per second in an ultracold atomic gas". Nature. 397 (6720): 594–598. Bibcode:1999Natur.397..594V. doi:10.1038/17561. S2CID 4423307.
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추가 정보
- Khalatnikov, Isaac M. (2018). An introduction to the theory of superfluidity. CRC Press. ISBN 978-0-42-997144-0.
- Annett, James F. (2005). Superconductivity, superfluids, and condensates. Oxford: Oxford Univ. Press. ISBN 978-0-19-850756-7.
- Guénault, Antony M. (2003). Basic superfluids. London: Taylor & Francis. ISBN 0-7484-0891-6. Guenault, Tony (28 November 2002). 2002 pbk edition. ISBN 9780748408917.
- 스비스투노프, B. V., 바바예프 E. S., Prokof'ev N. V. 초유체 물질 상태
- Volovik, G. E. (2003). The Universe in a helium droplet. Int. Ser. Monogr. Phys. Vol. 117. pp. 1–507. ISBN 978-0-19-850782-6; hbk edition
{{cite book}}: CS1 유지보수: 포스트스크립트(링크) Volovik, Grigory E. (6 March 2003). 2003 pbk edition. ISBN 9780198507826.
외부 링크
Wiki 인용문의 초유동성 관련 인용문
Wikimedia Commons의 Superfluidity 관련 미디어
- 비디오: 초유체 헬륨 시연(Alfred Leitner, 1963, 38분)
- 최근 2021년 2D 페르미 가스 관측에서 볼 수 있는 초유동성(Cuprate 초전도체 관련)
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