ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง superfluidity และ superconductivity คือ superfluidity คือการไหลของฮีเลียม 4 อะตอมในของเหลวในขณะที่ superconductivity คือการไหลของประจุอิเล็กตรอนภายในของแข็ง
คำว่า superfluidity และ superconductivity เป็นปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกันของการไหลโดยไม่มีความต้านทาน แต่จะอธิบายการไหลเหล่านี้สำหรับระบบต่างๆ
superfluidity คืออะไร
Superfluidity เป็นคุณสมบัติเฉพาะของของไหลที่มีความหนืดเป็นศูนย์และสามารถไหลได้โดยไม่สูญเสียพลังงานจลน์ หากเรากวน superfluid ก็มีแนวโน้มที่จะสร้าง vortices ที่ยังคงหมุนไปเรื่อย ๆ อย่างไม่มีกำหนดเราสามารถสังเกต superfluidity ที่เกิดขึ้นในสองไอโซโทปของฮีเลียม: ฮีเลียม-3 และฮีเลียม-4 เราสามารถทำให้ไอโซโทปทั้งสองนี้กลายเป็นของเหลวได้โดยการทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิที่เย็นจัด
ความลื่นไหลเป็นสมบัติของสสารต่าง ๆ ที่อยู่ภายใต้ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ ฟิสิกส์พลังงานสูง และแรงโน้มถ่วงควอนตัม ทฤษฎีเกี่ยวกับ superfluidity ได้รับการพัฒนาโดยนักฟิสิกส์ชาวโซเวียต Lev Landau พร้อมด้วย Isaak Khalatnikov อย่างไรก็ตาม ปรากฏการณ์นี้ถูกค้นพบโดย Pyotr Kapitsa และ John F. Allen ในฮีเลียมเหลว
รูปที่ 01: Liquid Helium is Superfluidity
เมื่อพิจารณาถึงฮีเลียมเหลว-4 ซุปเปอร์ฟลูอิดจะเกิดที่อุณหภูมิสูงมากเมื่อเทียบกับฮีเลียม-3 สาเหตุหลักเป็นเพราะอะตอมของฮีเลียม-4 เป็นอนุภาคโบซอน โดยอาศัยการหมุนเป็นจำนวนเต็ม ขณะที่อะตอมฮีเลียม-3 เป็นอนุภาคเฟอร์เมียนที่สามารถสร้างโบซอนได้โดยการจับคู่กับตัวเองที่อุณหภูมิต่ำเท่านั้นนอกจากนี้ ความไหลล้นของฮีเลียม-3 ยังเป็นพื้นฐานสำหรับรางวัลโนเบิลสาขาฟิสิกส์ในปี 1996
ตัวนำยิ่งยวดคืออะไร
ตัวนำยิ่งยวดเป็นปรากฏการณ์ควอนตัมที่วัสดุบางชนิดมีการนำไฟฟ้าสูงภายใต้สภาวะแม่เหล็กและอุณหภูมิโดยเฉพาะ ปรากฏการณ์นี้ถูกค้นพบโดย Onnes ในปี 1911 อย่างไรก็ตาม ไม่มีทฤษฎีทางจุลทรรศน์ที่สอดคล้องกันที่สามารถอธิบายได้ว่าทำไมความเป็นตัวนำยิ่งยวดเกิดขึ้นในขณะที่ค้นพบ อย่างไรก็ตาม Bardeen และ Cooper ได้เผยแพร่บทความที่ระบุถึงพื้นฐานทางคณิตศาสตร์สำหรับตัวนำยิ่งยวดทั่วไป
การค้นพบความเป็นตัวนำยิ่งยวดเกิดขึ้นระหว่างการศึกษาคุณสมบัติการขนส่งของปรอท (Hg) ที่อุณหภูมิต่ำ Onnes ค้นพบว่าภายใต้อุณหภูมิการทำให้เหลวของฮีเลียม (ที่ประมาณ 4.2 K) ความต้านทานของปรอทลดลงเป็นศูนย์ในทันใด แต่ความคาดหวังก็คือความต้านทานจะเป็นศูนย์หรือแตกต่างกันที่อุณหภูมิศูนย์ แต่ไม่หายไปทันทีที่อุณหภูมิจำกัดการหายตัวไปนี้บ่งบอกถึงสถานะพื้นดินใหม่และถูกค้นพบว่าเป็นสมบัติของตัวนำยิ่งยวด
ความต่างระหว่างของไหลยิ่งยวดและตัวนำยิ่งยวด
Superfluidity เป็นคุณสมบัติเฉพาะของของไหลที่มีความหนืดเป็นศูนย์และสามารถไหลได้โดยไม่สูญเสียพลังงานจลน์ ความเป็นตัวนำยิ่งยวดเป็นปรากฏการณ์ควอนตัมที่วัสดุบางชนิดมีการนำไฟฟ้าสูงที่ระบอบแม่เหล็กและอุณหภูมิโดยเฉพาะ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง superfluidity และ superconductivity คือ superfluidity คือการไหลของอะตอมฮีเลียม 4 ในของเหลวในขณะที่ superconductivity คือการไหลของประจุอิเล็กตรอนภายในของแข็ง
อินโฟกราฟิกต่อไปนี้สำรวจความแตกต่างระหว่าง superfluidity และ superconductivity ในรูปแบบตาราง
สรุป – ของไหลยิ่งยวดเทียบกับตัวนำยิ่งยวด
Superfluidity เป็นคุณสมบัติเฉพาะของของไหลที่มีความหนืดเป็นศูนย์และสามารถไหลได้โดยไม่สูญเสียพลังงานจลน์ ความเป็นตัวนำยิ่งยวดเป็นปรากฏการณ์ควอนตัมที่วัสดุบางชนิดมีการนำไฟฟ้าสูงที่ระบอบแม่เหล็กและอุณหภูมิโดยเฉพาะ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง superfluidity และ superconductivity คือ superfluidity คือการไหลของอะตอมฮีเลียม 4 ในของเหลวในขณะที่ superconductivity คือการไหลของประจุอิเล็กตรอนภายในของแข็ง