Süperakışkanlık ile süperiletkenlik arasındaki temel fark, süperakışkanlığın bir sıvıdaki helyum 4 atomunun akışı, süperiletkenliğin ise bir katı içindeki elektron yükünün akışı olmasıdır.
Süperakışkanlık ve süperiletkenlik terimleri dirençsiz akışla ilgili fenomenlerdir, ancak bu akışları farklı sistemler için tanımlarlar.
Süperakışkanlık nedir?
Süperakışkanlık, sıfır viskoziteye sahip ve herhangi bir kinetik enerji kaybı olmadan akabilen bir sıvının karakteristik bir özelliğidir. Bir süper akışkanı karıştırırsak, süresiz olarak dönmeye devam eden girdaplar oluşturma eğilimindedir. Helyumun iki izotopunda meydana gelen aşırı akışkanlığı gözlemleyebiliriz: helyum-3 ve helyum-4. Bu iki izotopu kriyojenik sıcaklığa soğutarak sıvılaştırabiliriz.
Süperakışkanlık, maddenin astrofizik, yüksek enerji fiziği ve kuantum yerçekimi kapsamındaki diğer çeşitli egzotik hallerinin bir özelliğidir. Aşırı akışkanlıkla ilgili teori, Sovyet fizikçi Lev Landau tarafından Isaak Khalatnikov ile birlikte geliştirildi. Ancak, bu fenomen ilk olarak sıvı helyum içinde Pyotr Kapitsa ve John F. Allen tarafından keşfedildi.
Şekil 01: Sıvı Helyum Aşırı Akışkanlıktır
Sıvı helyum-4 düşünüldüğünde, aşırı akışkanlığı helyum-3'ünkine kıyasla çok yüksek bir sıcaklıkta meydana gelir. Bunun temel nedeni, bir helyum-4 atomunun tamsayı dönüşü sayesinde bir bozon parçacığı olması, helyum-3 atomunun ise yalnızca düşük bir sıcaklıkta kendisiyle eşleşerek bozonlar oluşturabilen bir fermiyon parçacığı olmasıdır. Üstelik, helyum-3'ün aşırı akışkanlığı, 1996'da fizikteki Noble ödülünün temeliydi.
Süperiletkenlik nedir?
Süper iletkenlik, belirli malzemelerin belirli manyetik ve sıcaklık rejimlerinde yüksek iletkenlik sergilediği bir kuantum olgusudur. Bu fenomen 1911'de Onnes tarafından keşfedildi. Ancak, keşif anında süperiletkenliğin neden oluştuğunu açıklayabilecek tutarlı bir mikroskobik teori yoktu. Ancak Bardeen ve Cooper, geleneksel süperiletkenliğin matematiksel temelini belirten bir makale yayınladılar.
Süper iletkenliğin keşfi, cıvanın (Hg) düşük sıcaklıktaki taşıma özelliklerinin incelenmesi sırasında gerçekleşti. Onnes, helyumun sıvılaştırma sıcaklığının altında (yaklaşık 4.2 K'da), cıvanın direncinin aniden sıfıra düştüğünü keşfetti. Ancak beklenti, özdirencin ya sıfıra gitmesi ya da sıfır sıcaklıkta sapması, ancak sonlu bir sıcaklıkta aniden kaybolmamasıydı. Bu kaybolma, yeni bir temel durumu gösterdi ve süperiletkenliğin bir özelliği olarak keşfedildi.
Süperakışkanlık ile Süperiletkenlik Arasındaki Fark Nedir?
Süperakışkanlık, sıfır viskoziteye sahip ve herhangi bir kinetik enerji kaybı olmadan akabilen bir sıvının karakteristik bir özelliğidir. Süperiletkenlik, belirli malzemelerin belirli manyetik ve sıcaklık rejimlerinde yüksek iletkenlik sergilediği bir kuantum olgusudur. Süperakışkanlık ile süperiletkenlik arasındaki temel fark, süperakışkanlığın bir sıvıdaki helyum 4 atomunun akışı, süperiletkenliğin ise bir katı içindeki elektron yükünün akışı olmasıdır.
Aşağıdaki infografik, süperakışkanlık ve süperiletkenlik arasındaki farkı tablo biçiminde incelemektedir.
Özet – Süperakışkanlık ve Süperiletkenlik
Süperakışkanlık, sıfır viskoziteye sahip ve herhangi bir kinetik enerji kaybı olmadan akabilen bir sıvının karakteristik bir özelliğidir. Süperiletkenlik, belirli malzemelerin belirli manyetik ve sıcaklık rejimlerinde yüksek iletkenlik sergilediği bir kuantum olgusudur. Süperakışkanlık ile süperiletkenlik arasındaki temel fark, süperakışkanlığın bir sıvıdaki helyum 4 atomunun akışı, süperiletkenliğin ise bir katı içindeki elektron yükünün akışı olmasıdır.
