詩涵 發問時間: 教育與參考其他:教育 · 2 0 年前

什麼是超流體?

超流體到底是什麼呢?有沒有誰可以為我解答呢??

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  • 匿名使用者
    2 0 年前
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    超流體:沒有阻力的液體

    即一種永遠流動的、無摩擦力的液體

    在一般情況下,液體流動時原子之間會發生摩擦,因而出現阻力,而氦這種最輕的氣體,在極低溫凝結為液體時,卻會發生奇妙的變化。

    在自然界中以兩種形式存在,最常見的是4氦(擁有兩個質子和兩個中子),另一個較為罕見的,則是重量較輕的同位素3氦(擁有兩個質子和一個中子)。常溫下,這兩種原子的氣體沒有多大差異,它在絕對溫度4度時,會凝結成液體,可作為超導磁鐵的冷凍劑。

    但要是溫度再降得更低,這兩種液態同位素的特性便會產生劇烈的變化。此時,量子物理的效應現身,液體內部的阻力消失,液態氦變身為超流體。不過,3氦和4氦變身的溫度並不相同,並且展現出許多迷人的特性。

    3氦是如何變為超流體的呢?它也有一對原子對,可以與古柏電子對作比較,只不過古柏電子對的磁場方向是相反的,而3氦超流體的原子對則以相同的方向旋轉。由於旋轉方向相同,因此原子對便會帶有磁性,其特性便遠較4氦複雜。也就是說,3氦超流體的原子對在不同的方向,便會展現不同的特性(亦即具有異向性)。經由磁性測量的方式,他們發現這種超流體的特性十分複雜,能同時展現出氣液固三種相態,而三種像態的混合比例,則與外界的壓力、溫度和磁場有關。

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