Supraneste
Supraneste eli suprajuokseva neste on nestemäinen aine, jossa ei hyvin alhaisissa lämpötiloissa havaita lainkaan viskositeettia.[1] Viskositeetin hävittyä nesteellä ei ole minkäänlaista sisäistä vastustavaa voimaa, joten se on jatkuvassa liikkeessä. Toisin sanoen supraneste ei pysy astiassa, vaan se karkaa astian reunuksien ylitse.[2] Lämpötilaa, jossa nesteestä tulee supraneste kutsutaan lambdapisteeksi. Ensimmäisen kerran suprajuoksevuuden havaitsi Heike Kamerlingh Onnes, mutta hän ei pitänyt ilmiötä mielenkiintoisena.lähde?
Supranesteiden kiehuminen on poikkeuksellinen muihin nesteisiin verrattuna. Tavallisesti nesteet kiehuvat sekä pinnasta että nesteen sisältä, jolloin muodostuu kuplia. Supranesteet eivät kupli lainkaan, joten nesteen muuttuminen supranesteeksi on helppo havaita kiehumiskuplien yht'äkkisenä katoamisena. Lämmönjohtokyky supranesteillä on teoriassa ääretön, mutta käytännössä erittäin suuri.lähde?
Tausta
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]Toistaiseksi tunnetaan kaksi supranestettä, jotka ovat heliumin (He) kuudesta isotoopista pysyvimmät 4He ja 3He. Helium muuttuu nesteeksi 4 K:n lämpötilassa, ja kun lämpötilaa lasketaan aina 2 K asti, heliumnesteessä havaitaan niin sanottu faasitransitio. Tällöin heliumnestettä ei voida kuvata enää klassisen mekaniikan avulla, vaan on käytettävä kvanttimekaanista kuvausta. Nestemäinen helium ei kiinteydy lähellä absoluuttista nollapistettä, mikä havaitaan helium-3:n faasidiagrammista. Suprajuokseva helium johtaa lämpöä äärettömän hyvin.[3]
Suprajuoksevia tiloja havaitaan myös alkalimetallien kaasuissa, esimerkiksi 87Rb, 7Li, 23Na, 1H.[4]
Sovellukset
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]Supranesteet ovat kvanttihydrodynamiikan suurimpia tutkimuskohteita. Ensimmäisinä alkoivat supranestettä tutkia 1937 Pjotr Kapitsa, John Allen ja Don Misener, joskin ilmiö oli löydetty jo ennen heitä. Supranestettä käytetään apuna muun muassa Gravity Probe B:n tutkimuslaitteissa sekä valon nopeuden pienentämiseen.lähde?
Lähteet
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]- ↑ Korkiakoski, Tiina: Mediaraportti perjantaina 21.11.2003 2003. Teknillinen korkeakoulu. Viitattu 20.6.2007.[vanhentunut linkki]
- ↑ Virtanen, Timo: Kvanttinesteet 26.9.2005. Oulun yliopisto. Viitattu 20.6.2007.[vanhentunut linkki]
- ↑ Vuosikirja 2002 (sivu 25) 2002. Jyväskylän yliopisto matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta. Arkistoitu 18.4.2007. Viitattu 20.6.2007.
- ↑ Thuneberg, Erkki: Suprajohtavuus 2005. Oulun yliopisto Fysikaalisten tieteiden laitos. Viitattu 20.6.2007.