Superfluiditet

**Superfluiditet** er ein stoffleg fase som blir karakterisert ved at fluidet er viskositetsfritt, det vil seie eit superfluid som er sett i varig rørsle. Fenomenet har eit kvantemekanisk opphav, Bose-Einstein-kondensasjon, og fenomenet opptrer ved låge temperaturar. Fasen superfluiditet oppstår etter ein andreordens faseovergang.

Superfluiditet kan finnast i følgjande system
* Bosonisk helium
* Fermionisk helium
* Tynne gassar
* Nøytronstjerneoverflater

Superfluiditet vart oppdaga av Pjotr Kapitsa, John F. Allen og Don Misener i 1937. Den teoretisk grunngjevinga av fenomenet vart gjeve av Lev Landau i 1941. 

## Bosonisk helium
Bosonisk helium, 4He, er den desidert mest vanlege heliumisotopen og heretter berre omtalt som helium. Helium er flytande under 4,22&nbsp;K (–268,93&nbsp;°C) og det einaste stoffet som aldri blir fast ved kjøling dvs. det har smeltepunkt ved 0&nbsp;K (ved atmosfærisk trykk). Ved vidare avkjøling er helium ei vanleg viskøs væske, kalla helium I, ned til den såkalla lambda-temperaturen på 2,172&nbsp;K (–271&nbsp;°C), der superfluiditet oppstår ved ein andreordens faseovergang. Denne fasen er kalla helium II. Det verkeleg snodige med helium II er at væska har ein splitta natur: ho har ei superflytande og ein normal komponent som flyt uavhengig av kvarandre og er avhengig av temperaturen slik at ved lambda-temperaturen er væska heilt normal og ved T=0&nbsp;K er væska heilt superflytande. Den superflytande komponenten er assosiert med ein kompleks ordensparameter som òg kan tolkast som ein makroskopisk, kvantemekanisk, kompleks, bølgefunksjon. Denne oppstår som resultat av ein Bose-Einstein-kondensasjon. Ordensparameteren og den andreordens faseovergangen har superfluid til felles med superleiing, som er eit relatert fenomen.

Forklaringa på mangelen på friksjon i superfluid helium II vart gjeve av Lev Landau i 1941 og kjem av energispekteret: ved låge snøggleiker vil det rett og slett ikkje vere mogeleg for behaldaren å eksitere fonon i væska og dermed er energioverføring til omgivnadane umogeleg, og ingen viskositet.

Vidare bør det nemnast at superfluidkomponenten har null entropi.

Superflytande helium II har fleire merkverdige eigenskapar: 
* Væsken er rotasjonsfri med unntak av kvantiserte virvlar.
* Ein temperaturgradient i væska påverkar ikkje superfluidet.
* Superfluidet kryp opp langs veggane i behaldaren det er i.
* Ei roterande plate vil etter ei tid stoppe opp, noko som viser eksistensen av ein normalkomponent.

## Fermionisk helium
Fermionisk helium, 3He, er ein forholdsvis sjeldan heliumisotop som har kokepunkt på 3,2 K. Sidan 3He tilfredsstiller Fermi-Dirac-statistikk har han heilt andre eigenskapar ved låge temperaturar enn bosonisk helium, så ein kan ikkje heilt utan vidare få ein Bose-Einstein-kondensasjon. Superfluiditet i 3He oppstår ved at atoma parvis følgjer Bose-Einstein-statistikk, òg kalla Cooperpar. Dette er det same som skjer med elektrona i ein superleiar. Overgangen til superfluid skjer ved særs låge temperaturar, av orden millikelvin.

## Tynne gassar
Nokre gassar under ekstremt lågt trykk og temperatur kan vere superflytande, til dømes litium.
Desse gassane er vanskelege å eksperimentere med, men er særs viktige fordi dei er langt enklare å handsame teoretisk enn helium, som er ei væske.

## Bøker
* E.M.Lifshitz, L.P.Pitaevskii, «Statistical Physics, Part 2 : Volume 9»
* R.J. Donnelly, «Quantized Vortices in Helium II»
* C. J. Pethick, H. Smith, «Bose-Einstein Condensation in Dilute Gases»

## Relaterte emne
* Helium
* Kvantemekanikk
* Superleiar
* Andreordens faseovergang

## Kjelder

**Denne artikkelen bygger på «[[:nb:Superfluiditet|Superfluiditet]]» frå ,  den 3. november 2013.*