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Superfluidität


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Superfluidität bezeichnet in der Physik den Zustand einer Flüssigkeit bei dem Flüssigkeit jede innere Reibung verliert. Superfluidität wurde 1937 von Pyotr Leonidovich Kapitsa John F. Allen und Don Misener

Manche Flüssigkeiten gehen in den suprafluiden über wenn ihre Temperatur den Lambdapunkt unterschreitet.

Suprafluidität läßt sich im Modell der Bose-Einstein-Kondensation erklären bei der alle Bosonen den selben Quantenzustand besetzen. Im Gegensatz zu den bosonischen 4 He-Atomen handelt es sich bei den Atomen in der Natur selten vorkommenden 3 He um Fermionen . Für diese gilt nicht die Bose-Einstein-Statistik sondern die Fermi-Dirac-Statistik für die 3 He-Atome kann daher das Modell der Bose-Einstein-Kondensation angewandt werden. Dennoch beobachtet man auch bei 3 He unterhalb von 2 6mK Superfluidität. Dies jedoch kein Widerspruch wenn man bei der von 3 He nicht von isolierten Atomen sondern von Überlagerung mehrerer Atomzustände ausgeht die ihrerseits jeweils Chrarakters sind. Dieser Ansatz ist ganz analog Kopplung fermionischer Elektronen zu bosonischen Cooper-Paaren der in der BCS-Theorie zur Erklärung Supraleitung verwendet wird.


In der Chemie wird superfluides 4 He in der Spektroskopie verwendet. Die Technik als Superfluid Helium Droplet Spectroscopy (SHeDS) bezeichnet. Gasmoleküle die in superfluidem 4 He gelöst sind können de facto frei als ob sie sich im Gas befänden.

Das Teilgebiet der Physik das sich Superfluidität beschäftigt ist die Quantenhydrodynamik.



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