Σήμερα, θα μελετήσουμε την υπερρευστότητα, ένα κβαντικό φαινόμενο που αψηφά την καθημερινή μας αντίληψη για τα υγρά και μας εισάγει σε μια σφαίρα όπου οι συνηθισμένοι κανόνες της φυσικής περνούν σε δεύτερη μοίρα.
.
Η υπερρευστότητα είναι μια φάση της ύλης όπου ένα υγρό, σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες, ρέει χωρίς ιξώδες ή αντίσταση. Φανταστείτε να βάζετε ένα υγρό σε ένα δοχείο και αυτό…να σκαρφαλώνει από μόνο του στα τοιχώματα και να βγαίνει έξω! Αυτό δεν είναι επιστημονική φαντασία- αυτό είναι η υπερρευστότητα σε δράση.
.
Η υπερρευστότητα είναι βασικά ένα κβαντομηχανικό φαινόμενο. Εμφανίζεται σε υγρά όπως το ήλιο-4 όταν ψύχονται σε θερμοκρασίες μόλις λίγους βαθμούς πάνω από το απόλυτο μηδέν. Σε αυτό το σημείο, τα άτομα στο υγρό εισέρχονται σε μια κβαντική κατάσταση γνωστή ως συμπύκνωμα Bose-Einstein, όπου συμπεριφέρονται ως ενιαία κβαντική οντότητα και όχι ως μεμονωμένα σωματίδια.
.
Ενώ η υπερρευστότητα μπορεί να φαίνεται «απόκοσμη», έχει πρακτικές εφαρμογές. Χρησιμεύει ως ένα πρότυπο σύστημα για την κατανόηση άλλων κβαντικών φαινομένων και έχει επιπτώσεις σε τομείς όπως η κβαντική πληροφορική και οι αισθητήρες υψηλής ακρίβειας. Η μελέτη της υπερρευστότητας παρέχει επίσης πληροφορίες για άλλες «εξωτικές» καταστάσεις της ύλης, όπως οι υπεραγωγοί και τα συμπυκνώματα Bose-Einstein.
.
Στο CERN, τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Πυρηνικών Ερευνών, το υπερρευστό ήλιο παίζει ζωτικό ρόλο λόγω της εξαιρετικής θερμικής του αγωγιμότητας. Χρησιμοποιείται για την ψύξη των μαγνητών του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων σε θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν, επιτρέποντάς τους να λειτουργούν ως υπεραγωγοί. Αυτό εξασφαλίζει εξαιρετικά αποτελεσματικές και σταθερές συνθήκες για τα πειράματα επιτάχυνσης σωματιδίων.
.
Είναι ενδιαφέρον ότι η υπερρευστότητα δεν περιορίζεται μόνο σε εργαστήρια στη Γη. Οι επιστήμονες εικάζουν ότι το εσωτερικό των αστέρων νετρονίων – εξαιρετικά πυκνών ουράνιων σωμάτων που σχηματίζονται από τα υπολείμματα υπερκαινοφανών – μπορεί να περιέχει υπερρευστά νετρόνια. Η κατανόηση της υπερρευστότητας θα μπορούσε, επομένως, να προσφέρει στοιχεία για αυτά τα μυστηριώδη αντικείμενα στο σύμπαν.
.
Αν σου άρεσε το άρθρο και θέλεις να συνεχίσεις την ανάγνωση μπορείς να διαβάσεις για την ακτινοβολία Hawking.