Payamvdn/NorthPersian_fa_wiki huggingface dataset:
هَلیم یا گندم با که به صورت متداول اما اشتباه حَلیم (که در عربی به آن هریسه گفته می شود)نیز گفته می شود، از غذاهای سنتی منطقهٔ خاورمیانه است که با گوشت و گندم یا بلغور یا جو پخته می شود. هلیم انواع گوناگونی دارد که مواد اولیه شان با یکدیگر متفاوت است؛ اما برای تهیهٔ هلیم گندم از گندم پوست گرفته و کوبیده شده، پیاز و گوشت سردست گوساله یا گوسفند و مقداری روغن استفاده می شود. رنگ هلیم با افزودن ادویه جات مانند دارچین و شکر عوض می شود. این غذا معمولاً به عنوان صبحانه یا در ماه محرم یا در ماه رمضان به عنوان افطاری و سحری مصرف می شود و با سرشیر، دارچین، کنجد، نمک، شکر و گوشت ریزشدهٔ مرغ یا بوقلمون تزئین می گردد. یک پیمانه هلیم داری ۱۵۰ کالری و در صورت مخلوط شدن با شکر، می تواند تا ۳۰۰ کالری انرژی داشته باشد. هلیم قزوین. در ایران، هلیم قزوین شهرت زیادی دارد. به طوری که هلیم قزوین در فهرست میراث ملی ناملموس کشور قرار گرفته است و در شهرهای دیگر مانند تهران، هلیم را با عنوان تبلیغاتی «هلیم قزوین» به فروش می رسانند. حلیم شوشتر. حلیم شوشتر از قرنهای گذشته تا کنون یکی از حلیم های مشهور ایران بوده است که به طور سنتی در شهر
شوشتر پخته شده و معمولاً همراه با سرشیر یا گاهی شکر و دارچین میل می شود. جمال الدین حلاج شیرازی نویسنده قرن ۹ هجری، در ذکر غذاهای معروف هر شهر در آن زمان، حلیم (هریسه) را غذای معروف شوشتر دانسته و در شعری چنین می سراید: علاوه بر نوع معمول حلیم گندم که سفیدرنگ است، نوع دیگری از حلیم سنتی به نام قُلقُل نیز در شوشتر پخته می شود که زرد رنگ است و حبوبات نیز در پخت آن به کار می رود. مهارت پخت قُلقُل به شماره ۱۹۹۴ در فهرست میراث ناملموس ایران ثبت شده است. در شوشتر و شهرهای جنوب غرب ایران، هلیم به صورت حلیم نوشته و تلفظ می شود. غذاهای مشابه. هاریسا. هاریسا (خوراک)، نوعی هلیم است که در ارمنستان و کردستان تهیه می شود و در کردی به آن "هه لیسه" یا "هه ریسه" گفته می شود. ارمنی ها آن را با گوشت مرغ، گوسفند یا گاو، و کُردها آن را با گوشت بوقلمون یا گوسفند درست می کنند و با روغن سرو می کنند. غُلور. در افغانستان خوراک مشابهی تهیه می شود که غلور نام دارد. غلور ترش از رایج ترین انواع آن است. انواع دیگر آن عبارتند از غلور ترش مرغ، غلور ترش گوشت تازه، غلور ترش کوفته، غلور ترش قورمه، غلور ترش سفر و اشکنه غلور ترش. غلور هم چنین در
استان خراسان جنوبی و استان سیستان و بلوچستان طبخ می شود. غلور زابلی. غلور زابلی (همچنین معروف به هلیم زاهدانی) یک غذای نذری است که در استان خراسان جنوبی، بیرجند و زابل در مناسبت های مذهبی مانند عاشورا، تاسوعا، اربعین و ۲۸ صفر تهیه می شود. این غذا نوعی حلیم است که با بلغور گندم، گوشت گوساله، نخود، لوبیا چیتی، عدس، سیر، پیاز و ادویه های مختلف تهیه می شود. برای تهیه غلور زابلی، ابتدا بلغور و حبوبات را از شب قبل خیس کرده و سپس هر کدام را جداگانه می پزیم. گوشت را نیز به صورت آبگوشتی خرد کرده و با پیاز و ادویه ها تفت می دهیم. سپس گوشت را با مقداری آب می پزیم. در ادامه، سیر و زنجبیل رنده شده، عدس، لوبیا و نخود نیم پز شده را به بلغور در حال پخت اضافه می کنیم. پس از پخت کامل حبوبات و بلغور، گوشت پخته شده را ریش ریش یا له کرده و به همراه آب گوشت و آب قلم به قابلمه اضافه می کنیم. در نهایت، زعفران دم کرده غلیظ را به مواد اضافه کرده و پس از ۳۰ دقیقه، غلور زابلی آماده سرو است. در تهیه غلور زابلی می توان از روغن حیوانی یا کره به جای روغن مایع استفاده کرد. همچنین، اضافه کردن عصاره یا آب قلم به غلور زابلی اختیاری است اما باعث
لعابدارتر و خوشمزه تر شدن حلیم می شود. برای جلوگیری از ته گرفتن غلور، باید حرارت را روی حالت ملایم قرار داده و مواد را مدام به هم زد. در صورت تمایل، می توان از کمی آرد برای غلظت بیشتر غلور استفاده کرد. برخی افراد علاوه بر له کردن گوشت، حبوبات پخته شده را نیز قبل از افزودن به غلور زابلی می کوبند تا غذا در نهایت یکدست شود. غلور زابلی را می توان با کشک یا پیاز داغ تزیین کرده و سرو کرد. در برخی شهرها، از دارچین و شکر نیز برای تزیین استفاده می شود.
هِلیوم یا هلیُم یک عنصر شیمیایی با عدد اتمی ۲ و جرم اتمی ۴٫۰۰۲۶۰۲ است. این عنصر، بی بو، بی رنگ، بی مزه، غیرسمّی و از دیدگاه شیمیایی بی اثر و تک اتمی است که در جدول تناوبی در بالای گروه گازهای نجیب جا دارد. دمای ذوب و جوش این ماده در میان دیگر عنصرها بسیار پایین است، به همین دلیل در دمای اتاق و البته در بیشتر موارد به صورت گازی است مگر اینکه تحت شرایط بسیار ویژه ای قرار داشته باشد. واژهٔ هلیوم از واژهٔ یونانی "هلیوس"، به معنای «ایزد خورشید» گرفته شده است. زمانی که هنوز هلیوم شناخته نشده بود، ستاره شناس فرانسوی ژول ژانسن در جریان خورشیدگرفتگی سال ۱۸۶۸ برای نخستین بار در طیف بینی نور خورشید، خط زرد طیفی هلیوم را دید. در جریان همان خورشیدگرفتگی، نورمن لاکیر پیشنهاد کرد این خط زرد می تواند به دلیل یک عنصر تازه باشد. دو شیمی دان سوئدی با نام های پر تئودر کلیو و نیلز آبراهام لانگلت در سال ۱۸۹۵ این عنصر را شناسایی و اعلام کردند. آن ها هلیوم را از سنگ کلویت که کانی اورانیوم است، به دست آوردند. در سال ۱۹۰۳ منابع بزرگ هلیوم در میدان های گازی ایالات متحده پیدا شد. هلیوم، بعد از هیدروژن، هم از نظر سبکی و هم از نظر فراوانی
، دومین عنصر کیهان است، گرچه با وجود کاربردهای بسیار مهم و حیاتی که دارد، بر روی زمین بسیار کمیاب است. نزدیک به ۲۴٪ از جرم گیتی، سهم این عنصر است که این مقدار بیش از ۱۲ برابر ترکیب تمام عنصرهای سنگین است. هلیوم به همان صورت که در خورشید و مشتری یافت می شود، در جهان پیدا می شود و این به دلیل انرژی بستگی (به ازای هر هسته) بسیار بالای هلیوم-۴ نسبت به سه عنصر دیگر پس از آن، در جدول تناوبی است. بیشتر هلیوم موجود در کیهان، هلیوم-۴ است و گمان می رود که در جریان مه بانگ پدید آمده باشد. امروزه با کمک واکنش های همجوشی هسته ای در ستاره ها، گونه های تازه ای از هلیوم ساخته شده است. هلیوم در هواکُرهٔ زمین بسیار کمیاب است و بیشتر هلیومی که در خاک زمین پیدا می شود، در اثر واپاشی هسته ای طبیعی در عنصرهای سنگین پرتوزا مانند اورانیوم و توریوم پدید آمده است؛ به این ترتیب که در اثر واپاشی، ذره های بتا از عنصر تابیده شده و هستهٔ هلیوم-۴ به دست آمده است. هلیومِ به دست آمده از واپاشی، به آسانی به صورت فشرده با درصدی نزدیک به ۷٪ حجمی، در دام گاز طبیعی گرفتار می شود. سپس می توان با روش های صنعتی و به صورت تجاری با کاهش دمای آمیختهٔ هل
یوم و گاز طبیعی، آن را از دیگر گازها به روش تقطیر جزء به جزء جدا ساخت. هلیوم در بسیاری از صنایع در سطح جهانی استفاده می شود و استفاده از آن در همه زمینه های تحقیقات علمی و محیط های تجاری، از جمله داروسازی، پزشکی، جوشکاری، علوم رایانه، اکتشافات فضایی وجود دارد. یکی از کاربردهای مهم هلیوم در سرماشناسی است و نزدیک به یک-چهارم هلیوم تولیدی در این زمینه بکار می رود. در مواردی که دمای زیر ۲۶۱٫۱- درجه سانتیگراد (۴۲۹- درجه فارنهایت) مورد نیاز باشد هیچ جایگزینی برای آن وجود ندارد. قدرت خنک کنندگی هلیوم مایع به این معنی است که این عنصر یک عنصر حیاتی و غیرقابل تعویض در بسیاری از اجزای مهم و مدرن است. عمده ترین مصرف کنندگان صنعتی جهانی هلیوم مایع، صنایع پزشکی، هوافضا و الکترونیک هستند. صنعت پزشکی بزرگ ترین مصرف کننده است و عمدتاً از هلیوم برای حفظ خواص ابررسانایی آهن ربا در کاربردهایی مانند تصاویر تشدید مغناطیسی (MRI) و تجهیزات طیف سنجی تشدید مغناطیسی هسته ای (NMR) استفاده می کند. تاریخچه. اکتشافات علمی. نخستین نشانهٔ هلیوم در ۱۸ اوت سال ۱۸۶۸ به صورت یک میلهٔ زرد رنگ در طول موج ۵۸۷٫۴۹ نانومتر در طیف سنجی فام سپهر خورشید
دیده شد. این خط زرد رنگ را ستاره شناس فرانسوی ژول ژانسن در هنگام یک خورشیدگرفتگی کامل در گونتور هند شناسایی کرد. نخست گمان برده شد که شاید این خط زرد، سدیم است. در ۲۰ اکتبر همان سال، ستاره شناس انگلیسی، نورمن لاکیر یک خط زرد رنگ در طیف سنجی نور خورشید پیدا کرد و چون این خط نزدیک به خط های شناخته شدهٔ D۱ و D۲ سدیم بود، آن را D۳ خط های فرانهوفر نامید. او حدس زد که این خط باید توسط یک عنصر درون خورشید که در زمین ناشناخته است، پدید آمده باشد. لاکیر و شیمی دان انگلیسی ادوارد فرانکلند واژهٔ یونانی "ایلیوس" (یا هلیوس) به معنی «خورشید» را برای این عنصر برگزیدند. در ۱۸۸۱، فیزیک دان ایتالیایی، لوئیجی پالمیری، هنگامی که خط های طیفی D۳ گدازه های آتشفشان وزوو را پردازش می کرد توانست برای نخستین بار هلیوم را در زمین شناسایی کند. در ۲۶ مارس ۱۸۹۵ شیمی دان اسکاتلندی ویلیام رمزی توانست، هلیوم کانی کلویت را با کمک اسیدهای معدنی به دام اندازد. کلویت، آمیخته ای از اورانینیت و دست کم ۱۰٪ عنصرهای خاکی کمیاب است. رمزی در جستجوی آرگون بود، اما پس از جداسازی نیتروژن و اکسیژن از گاز آزاد شده با کمک اسید سولفوریک، در طیف سنجی خود به یک
خط زرد روشن رسید که با خط D۳ دیده شده در طیف سنجی خورشید هماهنگ بود. این نمونه ها از سوی لاکیر و فیزیک دان بریتانیایی، ویلیام کروکز به عنوان هلیوم شناسایی شد. در همان سال به صورت مستقل، دو شیمی دان با نام های پر تئودر کلیو و نیلز آبراهام لانگلت، در اوپسالای سوئد توانستند هلیوم کلویت را به دام اندازند. اندازه گازی که آن ها جمع آوری کردند، برای اندازه گیری دقیق وزن اتمی آن کافی بود. دانشمند آمریکایی زمین شیمی، ویلیام فرانسیس هیله براند پیش از دست آورد رمزی، هنگام طیف سنجی نمونه کانی های اورانینیت دریافته بود که خط های طیفی غیرمعمولی در نتیجه هایش پیدا می شود. اما هیلبرند گمان کرد که این خط های طیفی مربوط به نیتروژن است. نامهٔ تبریک او به رمزی چیزی نزدیک به یک کشف علمی در نظر گرفته می شود. در سال ۱۹۰۷ ارنست رادرفورد و توماس رویدز نشان دادند که ذره های آلفا همان هستهٔ هلیوم اند. آن ها برای این کار، اجازه دادند تا ذره ها در دیوار شیشه ای نازک یک لولهٔ تهی نفوذ کند. سپس لوله را تخلیه کردند تا گاز تازهٔ جمع شده در آن را طیف سنجی کنند. در سال ۱۹۰۸ یک فیزیک دان هلندی به نام هایک کامرلینگ اونس توانست دمای هلیوم را به ز
یر یک کلوین برساند و آن را مایع کند. او در ادامه تلاش کرد تا دمای هلیوم را پایین تر آورد و آن را جامد کند، اما کامیاب نشد. دلیل ناکامی او این بود که هلیوم دارای نقطهٔ سه گانه نیست؛ یعنی دارای دمایی نیست که در آن حالت های جامد، مایع و گازی در تعادل باشند. پس از چند سال، در ۱۹۲۶ ویلم هندریک کیزوم که دانشجوی اونس بود توانست هلیوم را با افزودن فشار، جامد کند. در ۱۹۳۸، فیزیک دان روس، پیوتر کاپیتسا دریافت که در دمای نزدیک به صفر مطلق، هلیوم-۴ تقریباً هیچ میزان گران روی ندارد که امروزه به این پدیده ابرشارگی گفته می شود. این پدیده با چگالش بوز-اینشتین مرتبط است. در سال ۱۹۷۲ همین پدیده در هلیوم-۳ اما این بار در دمایی بسیار نزدیک تر به صفر مطلق، دیده شد. دانشمندان آمریکایی داگلاس اوشروف، دیوید موریس لی و رابرت کلمن ریچاردسون کسانی بودند که به ابرروانروی در هلیوم-۳ پی بردند. با در نظر گرفتن جفت های کوپر الکترون ها که پدیدآورندهٔ ابررسانایی هستند، گمان می رود که ابرگرانروی دیده شده در هلیوم-۳ نیز به صورت قابل مقایسه ای به جفت شدن فرمیون های هلیوم-۳ در جهت تولید بوزون ها مرتبط است. ویژگی ها. هلیوم یک گاز سبک، بی بو، بی رن
گ، بی اثر، بدون سمیت و تک هسته ای است که می تواند مولکول های دواتمی ضعیف و در دمای نزدیک به صفر مطلق ایجاد کند. هلیوم کمترین نقطه ذوب را در بین عناصر دارد و نقطه جوش آن نزدیک به صفر مطلق و گرانرویش ۲۵ میکروپواز (آب = ۱۰ هزار) است. برخلاف هر عنصر دیگر، هلیوم جامد نمی شود اما تحت فشارهای معمولی به صورت مایع تا صفر مطلق باقی می ماند. در دمای حدود منفی ۲۷۱ درجه سانتیگراد (۴۵۶- درجه فارنهایت)، هلیوم دچار یک تغییر غیرمعمول می شود و به صورت یک مایع باقی می ماند که دارای ویژگی های منحصر به فردی است. اشکال هلیوم به قدری متفاوت است که به آنها نام های مختلفی داده می شود. بالاتر از ۲۷۱- درجه سانتیگراد، هلیوم مایع را هلیوم I و زیر آن دما، هلیوم II نامیده می شود. از هوا سبک تر است. قابل اشتعال نیست و فقط کمی در آب قابل حل است. هلیوم (He۲) با داشتن انحلال پذیری ۰٫۰۷۰۷۹۷ مول از هلیوم در هر ۵-۱۰ از مجموع مول هلیوم (حل شونده) و آب (حلال)، به عنوان یکی از گازهایی شناخته می شود که دارای کم ترین میزان انحلال در آب است (به عنوان مقایسه کسر مولی حلالیت برای گازهای CF۴ و SF۶ و C۴F۸ به ترتیب برابر با ۰٫۳۸۰۲، ۰٫۴۳۹۴ و ۰٫۲۳۷۲ به ازای ه
ر ۵-۱۰ مول گاز حل شونده و حلال آب است). از نظر شیمیایی بی اثر است. هنگامی که به صورت مایع حمل می شود، بسیار سرد است و تمام گازهای دیگر را جامد می کند. تماس با مایع باعث یخ زدگی شدید می شود. هلیوم مایع دارای خصوصیات ترمودینامیکی منحصر به فردی است و "مایع کوانتومی" نامیده می شود زیرا خصوصیات اتمی را در مقیاس ماکروسکوپی از خود نشان می دهد. هلیوم، پس از نئون، کم واکنش ترین گاز نجیب و البته دومین عنصر کم واکنش پذیر در میان همه عنصرهاست. این گاز کم واکنش در همهٔ شرایط استاندارد به صورت تک اتمی باقی می ماند. هلیوم به دلیل داشتن جرم مولی نسبتاً پایین، دارای رسانش گرمایی و ظرفیت گرمایی بالایی است و سرعت صدا هم در آن، در حالت گازی، از هر گاز دیگری به جز هیدروژن، بالاتر است. همچنین به دلیل کوچکی اندازهٔ اتم هلیوم، نرخ واپخش در اجسام جامد، سه برابر بیشتر از نرخ واپخش هوا و برابر با ۶۵٪ نرخ واپخش هیدروژن است. ضریب شکست هلیوم بیش از هر گاز دیگری به یک نزدیک است. "ضریب ژول-تامسون" هلیوم در دمای معمولی پیرامونش، منفی است به این معنی که اگر اجازه دهیم این گاز آزادانه افزایش حجم پیدا کند، گرم تر می شود. اما اگر هلیوم در زیر "د
مای وارونگی ژول-تامسون" (در حدود ۳۲ تا ۵۰ کلوین در یک اتمسفر) باشد، اگر آزادانه افزایش حجم پیدا کند، دمای آن پایین می آید. با توجه به این ویژگی اگر دمای هلیوم از این دما پایین تر آمده باشد، می توان با افزایش حجم، آن را خنک و مایع کرد. بیشتر هلیوم فرازمینی در حالت پلاسما یافت می شود. در این حالت، ویژگی های ماده از ویژگی های حالت اتمی آن بسیار متفاوت است. در حالت پلاسما، الکترون ها دیگر در بند هسته نیستند در نتیجه دارای رسانایی الکتریکی بسیار بالایی خواهد بود حتی اگر تنها بخشی از آن یونی شده باشد. ذره های باردار به شدت از میدان مغناطیسی و الکتریکی پیرامون تأثیر می پذیرند. برای نمونه در بادهای خورشیدی با هیدروژن یونی، ذره ها با مغناطیس سپهر اندرکنش پیدا می کند و باعث پدید آمدن شفق قطبی و جریان برکلند می شود. هلیوم مایع. برخلاف دیگر عنصرها، هلیوم در فشار معمولی تا دمای صفر مطلق، مایع باقی می ماند. دلیل این پدیده را می توان با مکانیک کوانتوم توضیح داد: انرژی نقطهٔ صفر بسیار بالای این سامانه اجازه نمی دهد هلیوم جامد شود. هلیوم برای جامد شدن باید به دمایی بین ۱ تا ۱٫۵ کلوین (۴۵۷- فارنهایت یا ۲۷۲- سلسیوس) و فشاری نزد
یک به ۲٫۵ مگاپاسکال برسد. معمولاً شناسایی هلیوم جامد از مایع کمی دشوار است؛ چون ضریب شکست هر دو بسیار نزدیک است. هلیوم در حالت جامد دارای نقطهٔ ذوب دقیق است، ساختار بلوری دارد و بسیار تراکم پذیر است تا حدی که با وارد کردن فشار بر آن می توان تا بیش از ۳۰ درصد حجم آن را کاهش داد. مدول حجمی آن نزدیک به ۲۷ مگاپاسکال است؛ یعنی تقریباً ۱۰۰ برابر بیشتر از آب تراکم پذیر است. چگالی هلیوم جامد در دمای ۱٫۱ کلوین و فشار ۶۶ اتمسفر، و در دمای صفر کلوین و فشار ۲۵ بار (۲٫۵ مگاپاسکال)، است. هلیوم I. ایزوتوپ هلیوم-۴ به صورت یک مایع بی رنگ در زیر دمای نقطه جوش در ۴٫۲۲ درجه کلوین و بالای نقطه لاندا در دمای ۲٫۱۷۶۸ درجه کلوین وجود دارد که به آن "هلیوم I" گفته می شود. همانند دیگر مایعات سرمازا، هلیوم I نیز زمانی که گرم شود، به جوش می آید و زمانی دمایش کاهش پیدا کند، دچار انقباض می شود. در زیر نقطه لاندا، با این حال، هلیوم نمی جوشد و هرچه دما کاهش پیدا کند، منبسط می شود. هلیوم I دارای ضریب شکست برابر با ۱٫۰۲۶ است که موجب می شود سطح آن به قدری سخت شود که شناوری یونولیت بر روی آن ممکن شود و اغلب از این روش، به عنوان روشی برای پیدا کرد
ن سطح هلیوم I به کار می رود. هلیوم I گران روی بسیار کمی دارد و چگالی آن در گستره دمایی صفر تا چهار درجه کلوین بین ۰٫۱۴۵ تا ۰٫۱۲۵ گرم بر میلی لیتر است که این مقدار، یک چهارم مقداری است که توسط فیزیک کلاسیک پیش بینی می شود. برای توضیح این خاصیت هلیوم I، به مکانیک کوانتومی نیاز است و در نتیجه هر دو حالت هلیوم مایع شناخته شده (هلیوم I و هلیوم II)، مایعات کوانتومی نامیده می شوند؛ به این معنی که آنها در سطح ماکروسکوپی، خواص اتمی از خود نشان می دهند. این موضوع ممکن است به خاطر نزدیکی بیش از حد نقطه جوش هلیوم به صفر مطلق باشد که موجب می شود جنبش تصادفی مولکولی نتواند بر روی ویژگی اتمی سایه افکند و مانع از بروز آن ها شود. هلیوم II. هلیوم مایع در دمای پایین تر از نقطه لاندا هلیوم II نامیده می شود، رفتار بسیار عجیب و غیرمعمولی از خود نشان می دهد. به علت هدایت گرمایی بالا، زمانی که به نقطه جوش می رسد، به جای این که شروع به جوشیدن و تولید حباب کند، مستقیماً از سطح خود تبخیر می شود. هلیوم-۳، دارای یک فاز ابرشارگی اما فقط در دماهای خیلی کمتر است. در نتیجه، اطلاعات کمی در مورد خواص ایزوتوپ شناخته شده است. هلیوم II یک ابرشاره
است؛ حالتی از ماده در مکانیک کوانتومی که دارای خواص غیرمعمول و عجیبی است. به عنوان مثال زمانی که درون یک لوله موئین به ضخامت ۷-۱۰ تا ۸-۱۰ متر جاری می شود، هیچ میزان گران روی قابل اندازه گیری از خود نشان نمی دهد. با این حال، موقعی که اندازه گیری گران روی هلیوم قرار گرفته میان دو دیسک متحرک انجام می شود، مقدار گران روی به دست آمده با مقدار گران روی برای هلیوم گازی، قابل مقایسه است. با استفاده از مدل دوجریانی برای هلیوم II این پدیده را می توان به طور نظری توضیح داد. در این مدل، در نظر گرفته می شود که هلیوم مایع در زیر نقطه لاندا دارای نسبتی از اتم های هلیوم در حالت پایه است که ابرشاره هستند و دقیقاً با گران روی صفر جریان پیدا می کنند و همچنین دارای نسبتی از اتم های هلیوم در حالت برانگیخته است که مانند یک سیال معمولی رفتار می کنند. در "اثر چشمه"، محفظه ای ساخته می شود که به یک مخزن هلیوم II متصل است و از طریق یک "دیسک تف جوش شده" هلیوم ابرشاره به آسانی از آن چکیده می شود، اما هلیوم غیرشاره نمی تواند از آن عبور کند. اگر قسمت داخلی محفظه حرارت داده شود، هلیوم ابرشاره به هلیوم غیرابرشاره تبدیل می شود. به منظور حفظ
کسر تعادل هلیوم ابرشاره، آن را از محفظه عبور داده و فشار افزایش داده می شود که موجب ایجاد یک چشمه به سمت بیرون محفظه نگهدارنده می شود. رسانش گرمایی آن بیشتر از هر نوع ماده شناخته شده دیگری است، به طوری که مقدار به یک میلیون برابر هدایت گرمایی هلیوم I و چندصد برابر فلزی مانند مس می رسد. این ویژگی به این دلیل رخ می دهد که هدایت گرمایی از طریق سازوکارهای کوانتومی انجام می شود. اغلب موادی که رسانای خوب گرما هستند، دارای یک نوارهای هدایت و ظرفیت از الکترون های آزادند که به انتقال گرما کمک می کنند. هلیوم II فاقد چنین لایه ظرفیتی است، اما با این حال، گرما را به خوبی هدایت می کند. جریان گرما از معادله ای پیروی می کند که مشابه معادله موجی است که برای توصیف نحوه انتشار صوت در هوا استفاده می شود. زمانی که گرما آغاز می شود، با سرعتی برابر با ۲۰ متر بر ثانیه در دمای ۱٫۸ کلوین در هلیوم II، همانند انتقال امواج در پدیده ای معروف به نام "موج دوم" منتقل می شود. زمانی که سطح هلیوم II از تراز آن پیشی بگیرد برخلاف نیروی جاذبه وارده به نمونه، در امتداد سطح حرکت می کند. چنانچه ظرف نمونه روباز باشد به شکل عجیبی از کناره ها از ظرف خا
رج می شود تا اینکه خود را به نواحی با دمای بالاتر برساند و در آن جا شروع به تبخیر شدن می کند. نمونه هلیوم II فارغ از سطح ماده، در یک فیلم دارای ضخامت ۳۰ نانومتری حرکت می کند. به این فیلم، اصطلاحاً "فیلم رولین" گفته می شود و به افتخار "برنارد وی. رولین،" کسی که برای اولین بار این ویژگی را شرح داد، نام گذاری شده است. در نتیجه این رفتار هلیوم می تواند به سرعت از طریق روزنه های کوچک تراوش کند و بر همین مبنا، نگهداری هلیوم مایع بسیار دشوار است. اگر محفظه های نگهداری هلیوم با دقت بالایی ساخته نشوند و دارای روزنه حتی در ابعاد کوچک باشند، هلیوم می تواند از طریق آن ها خارج شود تا به سطوح گرم تر برسد و در آن جا تبخیر شود. امواج منتشر شونده در طول فیلم رولینگ از همان معادله ای که برای توصیف موج گرانشی در آب کم عمق به کار می رود، پیروی می کنند، اما برخلاف جاذبه، عامل پیش برنده نیروی واندروالسی است. این امواج به "صوت سوم" معروفند. حالت اتمی. از نقطه نظر مکانیک کوانتومی، هلیوم دومین اتم ساده پس از هیدروژن، برای ساخت مدل کوانتومی است. هلیوم متشکل از دو الکترون در حال چرخش در اوربیتال های اتمی است که حول یک هسته دارای دو پرو
تون و (معمولاً) دو نوترون قرار دارند. در مکانیک نیوتونی، برای سیستم های بیش از دو ذره، امکان یافتن آنالیز دقیق ریاضی وجود ندارد و هلیوم نیز با داشتن دو الکترون و یک هسته، یک سیستم سه ذره ای محسوب می شود و در نتیجه امکان انجام محاسبات ریاضی با کمک مکانیک کلاسیک برای آن وجود ندارد؛ بنابراین، روش های عددی ریاضی برای آنالیز آن مورد نیاز است. روش های محاسباتی متداول در شیمی که برای ایجاد تصویری کوانتومی از الکترون استفاده می شوند، در برخی از مراحل محاسبه نسبت به مقادیر واقعی، خطایی کمتر از دو درصد دارند. چنین مدل هایی نشان می دهند که هر الکترون در اتم هلیوم بخشی از هسته را پوشش می دهد که در نتیجه چنین پوششی، بار مؤثر هسته ای که هر الکترون با آن مواجه است، حدود ۱٫۶۹ واحد است و نه دو واحد؛ که به طور کلاسیک از یک هسته نپوشیده هلیوم انتظار می رود. پایداری هسته هلیوم-۴. هسته اتم هلیوم-۴ برابر یک ذره آلفا است. "آزمایش های انرژی بالای تفرق الکترونی" نشان می دهد که بار هسته همانند چگالی ابر الکترون هرچه از مرکز اتم دور شویم کمتر می شود. این تقارن در توزیع بار نمایان گر یکی از اصول زیربنایی فیزیک است. اصلی که می گوید دو نو
ترون و دو پروتون موجود در هسته اتم هلیوم همانند دو الکترونی که به دور هسته می چرخند، از قواعد یکسان کوانتومی پیروی می کنند اگرچه نوع پتانسیل پیوندی هسته ای برای ذره های هسته ای متفاوت است، به طوری که همه این فرمیون ها به شکل کامل اوربیتال های 1s را اشغال می کنند و هیچ کدام دارای ممان زاویه ای اوربیتالی نیستند، چراکه هر یک اسپین ذاتی دیگری را خنثی می کنند. افزودن به هر کدام از این ذره ها، نیازمند ممان زاویه ای است و در نتیجه آن، انرژی کمتری آزاد می کند در حقیقت، هیچ هسته ای با پنج ذره هسته ای پایدار نیست. این آرایش از لحاظ انرژی برای همه این ذره ها بسیار پایدار است و این پایداری عامل حقایق بسیار مهمی در مورد ذات و طبیعت هلیوم است. برای مثال پایداری و انرژی کم ابر الکترونی در هلیوم عامل بی میلی و واکنش پذیری بسیار کم این اتم است. همچنین، عدم برهم کنش اتم های هلیوم با یکدیگر، موجب می شود که هلیوم دارای پایین ترین نقطه ذوب و جوش در بین تمامی عناصر باشد. به صورت مشابهی، پایداری ویژه ذره های هسته ای هلیوم-۴ از لحاظ انرژی، موجب ایجاد اثرات مشابهی می شود که در نتیجه آن، تولید هلیوم-۴ بر اثر واکنش های اتمی در فرایندها
ی هم جوشی یا شکافت ذره های سنگین آسان می شود. برخی از اتم های پایدار هلیوم-۳ (۲ پروتون و ۱ نوترون)، در واکنش هم جوشی هیدروژن تولید می شوند. با این حال، مقدار تولید شده در مقایسه با هلیوم-۴ که محصول بسیار مطلوب تری به حساب می آید، بسیار کم است و کسر بسیار کوچکی را شامل می شود. پایداری غیرمعمولی هسته هلیوم-۴ از لحاظ کیهان شناسی دارای اهمیت است، چراکه این پایداری، این حقیقت را توضیح می دهد که در چند دقیقه اول پس از مه بانگ، مخلوط اولیه کیهانی مملو از پروتون ها و نوترون ها با نسبت شش به یک، تا دمایی سرد شد که امکان تشکیل پیوندهای هسته ای فراهم شد و تقریباً تمامی ترکیب های اتمی اولیه مصرف شدند تا هسته هلیوم-۴ تشکیل شود. قدرت اتصال اجزای هلیوم-۴ و میزان پایداری کلی آن به قدری زیاد بود که موجب شد تقریباً تمامی نوترون های آزاد ظرف همان چند دقیقه ابتدایی و قبل از این که بتوانند دچار فروپاشی بتا شوند، مصرف شوند. علاوه بر این، مقدار کمی از نوترون های باقی مانده در تولید اتم های سنگین تر مانند لیتیم، بریلیوم یا بور مصرف شدند. انرژی بستگی هسته هلیوم-۴ برای هر ذره هسته ای قوی تر از هرکدام از این عناصر سنگین تر تولید شده اس
ت که این پایداری موجب شد اتم های هلیوم تشکیل شده در دقایق اولیه شکل گیری کیهان، انرژی کافی برای هم جوشی اتم های هلیوم و ساخته شدن اتم های سنگین تر مانند لیتیم، بریلیم و بور در دسترس قرار نداشته باشد. انجام هم جوشی هسته ای و تبدیل هلیوم به عنصری سنگین تر مانند کربن که در مقایسه با هلیوم دارای انرژی کمتری به ازای هر ذره هسته ای است، واکنشی نامطلوب و نیازمند انرژی زیاد است. با این حال، به علت نبود فلز واسطه، این فرایند نیازمند این است که سه هسته هلیوم طی فرایند آلفا سه گانه تقریباً به طور همزمان با یکدیگر برخورد کنند. در دقایق اولیه تشکیل کیهان و قبل از اینکه دما و فشار کیهان بر اثر انبساط به حدی کاهش یابد که دیگر امکان تبدیل هلیوم به کربن وجود نداشته باشد، زمان زیادی برای شکل گیری مقدار زیادی کربن وجود نداشته است. این موضوع موجب شد که نسبت هیدروژن به هلیوم در اوایل شکل گیری کیهان عددی بسیار نزدیک باشد، همان عددی که امروزه نیز مشاهده می شود. مجموع جرم هیدروژن سه برابر مجموع جرم هلیوم-۴ موجود در کیهان است. تمام عناصر سنگین تر از جمله آنهایی که برای تشکیل سیاره های سنگی مانند زمین و تشکیل حیات کربنی لازم هستند پس
از مه بانگ در ستارگان ساخته می شوند؛ مکانی که میزان هلیوم، دما و فشار کافی وجود دارد. تمامی عناصر دیگر به جز هیدروژن و هلیوم، امروزه مجموعاً تنها دو درصد از کل جرم اتمی مواد موجود در کیهان را تشکیل می دهند هلیوم-۴ تشکیل دهنده ۲۳ درصد از جرم ماده معمولی (به جز هیدروژن) موجود در کیهان است. ایزوتوپ ها. تا کنون ۹ ایزوتوپ برای هلیوم پیدا شده است که از میان آن ها هلیوم-۳ و هلیوم-۴ تنها ایزوتوپ های پایدار آن اند. در هواکرهٔ زمین در برابر هر یک اتم هلیوم-۳، یک میلیون هلیوم-۴ وجود دارد. برخلاف بیشتر عنصرها، فراوانی ایزوتوپ های هلیوم بسته به منبع تولید و فرایند پدیداری شان بسیار متفاوت است. فراوان ترین ایزوتوپ آن، هلیوم-۴ در زمین از راه واپاشی آلفای عنصرهای پرتوزای سنگین تر تولید می شود. پرتوهای آلفای تابیده شده همگی هسته های یونیزه شدهٔ هلیوم-۴اند. هلیوم-۴ به طرز غیرمعمولی هستهٔ پایداری دارد چون ذره های هسته ای آن از آرایش الکترونی پایداری برخوردارند. این ایزوتوپ ها در جریان هسته زایی مه بانگ به فراوانی تولید شدند. هلیوم-۳ به مقدار بسیار ناچیز یافت می شود که بیشتر آن از هنگامهٔ ساخت زمین به جای مانده است. گاهی هلیومِ
گیر افتاده در گرد و غبار کیهانی هم وارد زمین شده است. همچنین در اثر واپاشی بتای تریتیوم هم اندکی هلیوم-۳ تولید می شود. در سنگ های پوستهٔ زمین ایزوتوپ هایی از هلیوم پیدا می شود که نسبت یک به ده دارد. با توجه به این نسبت ها می توان دربارهٔ منشأ سنگ ها و ساختار گوشتهٔ زمین پژوهش کرد. هلیوم بیش از همه به عنوان محصول واکنش های همجوشی در ستاره ها پیدا می شود؛ بنابراین در محیط های میان ستاره ای نسبت هلیوم-۳ به هلیوم-۴ نزدیک به صد برابر بیشتر از نسبت آن در زمین است. در ماده های فرازمینی مانند سنگ های موجود در ماه یا سیارک ها می توان ردّ پای هلیوم-۳ را از هنگامی که در اثر بادهای خورشیدی پرتاب شدند، پیدا کرد. غلظت هلیوم-۳ موجود در ماه، است که بسیار بالاتر از مقدار آن، (یک بخش در تریلیون) در هواکرهٔ زمین است. دسته ای از دانشمندان از جملهٔ آن ها جرالد کالسینسکی در سال ۱۹۸۶ پیشنهاد دادند که در سطح ماه جستجو شود و از معدن های هلیوم-۳ آن برای واکنش همجوشی هسته ای بهره برداری شود. هلیوم-۴ مایع را می توان با کمک خنک کننده تبخیر ویژه تا نزدیک به ۱ درجه کلوین سرد کرد. روش سردسازی هلیوم-۳ مانند هلیوم-۴ است؛ با این تفاوت که هلیوم