Sólyom Jenő

Az alacsony hőmérsékletek titkai

IV. Szuperfolyékonyság

5. ábra

Azt gondolhatnánk, hogy az abszolút nulla hőmérsékleten minden anyag rendeződik, kristályos szilárd testté válik. Ám ismerünk ez alól egy kivételt: a héliumot. A kristályos anyagban ugyanis az atomok még T=0 hőmérsékleten sem ülnek mozdulatlanul, a kvantummechanika szerint ez nem lehetséges. Az ionok még a legalacsonyabb energiájú állapotban is az egyensúlyi helyük körül rezegnek. Annál inkább rezegnek (rezgésük amplitúdója annál nagyobb), minél kisebb a rácspontban ülő atomok vagy molekulák tömege. A hélium az egyik legkönnyebb elem, ráadásul mint minden nemesgáznál, az atomok közötti kölcsönhatás is rendkívül gyenge benne. Ez a két tényező együttesen azt okozza, hogy a hélium légköri nyomáson csak 4,2 K táján válik folyadékká, és még T=0-nál is folyadék marad. Csak nagy nyomáson szilárdul meg (5. ábra).

6. ábra

7. ábra