Cool liquid helium to within a few degrees of absolute zero, and it will abandon all friction. This bizarre quantum state, known as superfluidity, allows the fluid to defy gravity, flow perpetually, and navigate microscopic channels as if they did not exist.
In 1937, a quiet revolution in physics unfolded as two independent research groups observed a peculiar phenomenon in liquid helium. In Moscow, Pyotr KapitsaPersonPyotr KapitsaA Soviet physicist, Pyotr Kapitsa was a pioneer in low-temperature physics. He was awarded the Nobel Prize in Physics in 1978 for his fundamental inventions and discoveries in the area of low-temperature physics. His 1937 observation of frictionless flow in liquid helium-4 was a pivotal discovery, marking the experimental identification of superfluidity.苏联物理学家彼得·卡皮察是低温物理领域的先驱。他因在低温物理领域的基础性发明和发现，于1978年获得诺贝尔物理学奖。他于1937年观察到液氦-4中无摩擦流动的现象，是一项关键性的发现，标志着超流性的实验确认。Físico soviético, Pyotr Kapitsa fue un pionero en física de bajas temperaturas. Fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1978 por sus invenciones y descubrimientos fundamentales en el área de la física de bajas temperaturas. Su observación en 1937 del flujo sin fricción en helio-4 líquido fue un descubrimiento crucial, marcando la identificación experimental de la superfluidez.فيزيائي سوفيتي، كان بيترو كابيتزا من пионير فيزياء درجات الحرارة المنخفضة. حصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1978 لابتكاراته واكتشافاته الأساسية في مجال فيزياء درجات الحرارة المنخفضة. كان ملاحظته عام 1937 لتدفق بدون احتكاك في الهليوم-4 سائلًا اكتشافًا محوريًا، يمثل تحديدًا تجريبيًا لظاهرة السوائل الفائقة.Um físico soviético, Pyotr Kapitsa foi pioneiro na física de baixas temperaturas. Foi agraciado com o Prêmio Nobel de Física em 1978 por suas invenções e descobertas fundamentais na área da física de baixas temperaturas. Sua observação, em 1937, do fluxo sem atrito no hélio-4 líquido foi uma descoberta fundamental, marcando a identificação experimental da superfluidez.एक सोवियत भौतिकविद, पिटर कैपित्सा निम्न तापमान भौतिकी में एक प्रारंभिक व्यक्ति थे। उन्हें 1978 में निम्न तापमान भौतिकी के क्षेत्र में उनके मूलभूत आविष्कारों और खोजों के लिए भौतिकी में नोबेल पुरस्कार दिया गया। उनकी 1937 में तरल हीलियम-4 में घर्षणरहित प्रवाह की खोज एक महत्वपूर्ण खोज थी, जिसने अतितरलता की प्रयोगात्मक पहचान को दर्शाया।Seorang fisikawan Soviet, Pyotr Kapitsa adalah seorang pionir dalam fisika suhu rendah. Ia dianugerahi Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1978 atas penemuan dan penemuan mendasarnya di bidang fisika suhu rendah. Pengamatan tahun 1937-nya mengenai aliran tanpa gesekan dalam helium cair-4 merupakan penemuan yang sangat penting, menandai identifikasi eksperimen tentang superfluiditas.Physicien soviétique, Pyotr Kapitsa fut un pionnier de la physique des basses températures. Il reçut le prix Nobel de physique en 1978 pour ses inventions et découvertes fondamentales dans le domaine de la physique des basses températures. Son observation en 1937 d'un écoulement sans frottement dans l'hélium-4 liquide constitua une découverte capitale, marquant l'identification expérimentale de la superfluidité.ソビエト連邦の物理学者、ピョートル・カピッツァは、低温物理学の先駆者である。1978年に低温物理学分野における基礎的な発明と発見に対して、物理学ノーベル賞を受賞した。1937年にヘリウム4液体における摩擦のない流れを観測したことは、超流動性の実験的同定という画期的な発見となった。Советский физик Пётр Капица был пионером в области физики низких температур. Он получил Нобелевскую премию по физике в 1978 году за фундаментальные изобретения и открытия в области физики низких температур. Его наблюдение в 1937 году трения в потоке жидкого гелия-4 стало ключевым открытием, обозначив экспериментальное определение сверхтекучести.Ein sowjetischer Physiker, Pyotr Kapiza, war ein Pionier auf dem Gebiet der Tieftemperaturphysik. Ihm wurde 1978 der Nobelpreis für Physik für seine grundlegenden Erfindungen und Entdeckungen auf dem Gebiet der Tieftemperaturphysik verliehen. Seine Beobachtung des reibungslosen Fließens von flüssigem Helium-4 im Jahr 1937 war eine wegweisende Entdeckung und markierte die experimentelle Identifizierung der Suprafluidität.소비에트 물리학자인 피ョ트르 카피차(Petr Kapitsa)는 저온 물리학 분야의 선구자였다. 그는 1978년 저온 물리학 분야에서 이루어낸 근본적인 발명과 발견으로 물리학 노벨상을 수상했다. 그는 1937년 헬륨-4 액체에서 마찰 없는 흐름을 관찰함으로써 초유체성의 실험적 확인이라는 중대한 발견을 하였다. detected an abrupt, dramatic drop in the liquid's resistance to flow. Simultaneously, at Cambridge, John F. Allen and Don Misener published their own observations, confirming what seemed impossible: helium-4, when cooled below a specific temperature, lost all internal friction.
This critical temperature, precisely 2.17 Kelvin, became known as the Lambda pointConceptLambda pointThe Lambda point, specifically 2.17 Kelvin for helium-4, is the critical temperature below which liquid helium transitions into its superfluid state. Named for the lambda-shaped anomaly in its specific heat capacity, it marks a quantum phase transition where the liquid exhibits extraordinary properties like zero viscosity and infinite thermal conductivity.λ点，特别是氦-4的λ点为2.17开尔文，是液氦转变为超流态的关键温度。由于其比热容中出现类似希腊字母λ形状的异常，因此得名。它标志着一种量子相变，在此相变下，液体表现出诸如零粘度和无限热导率等非凡特性。El punto lambda, específicamente 2,17 kelvin para el helio-4, es la temperatura crítica por debajo de la cual el helio líquido se transforma en su estado superfluido. Nombrado por la anomalía en forma de lambda en su capacidad calorífica específica, marca una transición de fase cuántica donde el líquido muestra propiedades extraordinarias como viscosidad cero y conductividad térmica infinita.النقطة لامبدا، وهي 2.17 كلفن بالتحديد بالنسبة لليورانيوم-4، هي درجة الحرارة الحرجة تحتها يتحول الهليوم السائل إلى حالته الفائقة السائلة. سميت هذه النقطة نسبةً إلى الاستثناء الشبيه بالشكل لامبدا في سعته الحرارية النوعية، وهو ما يشير إلى انتقال كمومي في الطور حيث يظهر السائل خصائص استثنائية مثل لزوجة صفرية وموصلية حرارية لا نهائية.O ponto lambda, especificamente 2,17 kelvin para o hélio-4, é a temperatura crítica abaixo da qual o hélio líquido transiciona para seu estado superfluido. Nomeado pela anomalia em forma de lambda em sua capacidade térmica específica, marca uma transição de fase quântica na qual o líquido exibe propriedades extraordinárias, como viscosidade zero e condutividade térmica infinita.हीलियम-4 के लिए 2.17 केल्विन के लैम्ब्डा बिंदु तापमान के नीचे तरल हीलियम अपनी शुद्ध तरल अवस्था में परिवर्तित हो जाता है। इसकी विशिष्ट ऊष्मा क्षमता में लैम्ब्डा आकार की असामान्यता के लिए इसे नाम दिया गया है, जो एक क्वांटम अवस्था परिवर्तन को दर्शाता है जहाँ तरल शून्य श्यान और अनंत ऊष्मा चालकता जैसे असाधारण गुण प्रदर्शित करता है।Lambda point, secara khusus 2,17 Kelvin untuk helium-4, adalah suhu kritis di bawah mana helium cair berubah ke dalam keadaan superfluidanya. Dinamai berdasarkan anomali berbentuk lambda pada kapasitas kalor spesifiknya, titik ini menandai transisi fase kuantum di mana cairan menunjukkan sifat luar biasa seperti viskositas nol dan konduktivitas termal tak terbatas.Le point lambda, spécifiquement 2,17 kelvin pour l'hélium-4, est la température critique en dessous de laquelle l'hélium liquide entre dans son état de superfluide. Nommé d'après l'anomalie en forme de lambda de sa chaleur spécifique, il marque une transition de phase quantique où le liquide présente des propriétés extraordinaires telles que la viscosité nulle et la conductivité thermique infinie.ヘリウム4において2.17ケルビンとなるラムダ点とは、液体ヘリウムが超流動状態へと相転移する臨界温度である。この名称は、比熱容量に現れるラムダ文字（λ）に似た異常からつけられたもので、この点では液体がゼロの粘性や無限大の熱伝導率といった特異な性質を示す量子相転移を示している。Точка лямбда, в частности 2,17 Кельвина для гелия-4, это критическая температура, ниже которой жидкий гелий переходит в сверхтекучее состояние. Названная в честь аномалии в форме буквы лямбда в его удельной теплоемкости, она обозначает квантовый фазовый переход, при котором жидкость проявляет необычайные свойства, такие как нулевая вязкость и бесконечная теплопроводность.Der Lambda-Punkt, spezifisch 2,17 Kelvin für Helium-4, ist die kritische Temperatur, unterhalb derer flüssiges Helium in seinen Suprafluidzustand übergeht. Benannt nach der lambda-förmigen Anomalie in seiner spezifischen Wärmekapazität, markiert er einen quantenmechanischen Phasenübergang, bei dem die Flüssigkeit außergewöhnliche Eigenschaften wie Nullviskosität und unendliche Wärmeleitfähigkeit zeigt.헬륨-4의 경우 2.17 켈빈인 람다 포인트(lambda point)는 액체 헬륨이 초유체 상태로 전이하는 임계 온도이다. 이는 비열 용량에서 나타나는 람다 모양의 이상 현상에서 유래한 이름이다. 이 포인트는 액체가 제로 비점도와 무한한 열전도도와 같은 뛰어난 특성을 보이는 양자 상전이를 나타낸다. due to the lambda-shaped anomaly observed in its specific heat capacity. Below this threshold, liquid helium-4 entered a state where its viscosityConceptViscosityA measure of a fluid's resistance to flow. High-viscosity fluids flow slowly (like honey), while low-viscosity fluids flow easily (like water). The incredibly high viscosity of glass at room temperature prevents any observable flow over human timescales, debunking the myth of flowing cathedral windows.粘度是衡量流体流动阻力的指标。高粘度流体流动缓慢（如蜂蜜），而低粘度流体则流动顺畅（如水）。玻璃在常温下具有极高的粘度，以至于在人类的时间尺度上无法观察到其流动，从而破除了大教堂窗户会流动的神话。Una medida de la resistencia de un fluido al flujo. Los fluidos de alta viscosidad fluyen lentamente (como la miel), mientras que los fluidos de baja viscosidad fluyen con facilidad (como el agua). La viscosidad extremadamente alta del vidrio a temperatura ambiente impide cualquier flujo observable a escalas de tiempo humanas, desmintiendo el mito del flujo de las ventanas de las catedrales.مقياس مقاومة سائل لانسيابه. تتحرك السوائل ذات اللزوجة العالية ببطء (مثل العسل)، بينما تنساب السوائل ذات اللزوجة المنخفضة بسهولة (مثل الماء). تمنع اللزوجة العالية جداً للزجاج في درجة حرارة الغرفة أي تدفق ملاحظ على مدار مدة الحياة البشرية، مما ينفي أسطورة تدفق نوافذ الكاتدرائيات.Viscosidade é uma medida da resistência de um fluido ao escoamento. Fluidos de alta viscosidade escoam-se lentamente (como o mel), enquanto fluidos de baixa viscosidade escoam-se facilmente (como a água). A viscosidade extremamente alta do vidro à temperatura ambiente impede qualquer escoamento perceptível em escalas de tempo humanas, desmentindo o mito do escoamento das janelas das catedrais.एक तरल पदार्थ के प्रवाह के प्रति प्रतिरोध की माप। उच्च श्यानता वाले तरल धीरे-धीरे प्रवाहित होते हैं (जैसे मधु), जबकि कम श्यानता वाले तरल आसानी से प्रवाहित होते हैं (जैसे पानी)। कमरे के तापमान पर कांच की अत्यधिक उच्च श्यानता मनुष्य के समय पैमाने पर कोई दृश्यमान प्रवाह रोक देती है, जो ध्वनि के चर्च खिड़कियों के प्रवाह के मिथक को तोड़ देती है।Viskositas adalah ukuran hambatan fluida terhadap alirannya. Fluida dengan viskositas tinggi mengalir lambat (seperti madu), sedangkan fluida dengan viskositas rendah mengalir dengan mudah (seperti air). Viskositas yang sangat tinggi dari kaca pada suhu kamar mencegah aliran yang dapat diamati dalam skala waktu manusia, membantah mitos tentang jendela katedral yang mengalir.La viscosité est une mesure de la résistance d'un fluide au mouvement. Les fluides à haute viscosité s'écoulent lentement (comme le miel), tandis que les fluides à faible viscosité s'écoulent facilement (comme l'eau). La viscosité extrêmement élevée du verre à température ambiante empêche tout écoulement observable sur des échelles de temps humaines, réfutant ainsi le mythe des vitraux d'églises qui s'écouleraient.流体の流れに対する抵抗を測定する尺度である。高粘度の流体はゆっくりとしか流れず（例：はちみつ）、低粘度の流体は容易に流れる（例：水）。常温下でのガラスの非常に高い粘度は、人間の時間スケールでの観測可能な流れを妨げており、カテドラルの窓が流れるとする誤解を覆している。Вязкость — это мера сопротивления жидкости течению. Жидкости с высокой вязкостью текут медленно (например, как мёд), тогда как жидкости с низкой вязкостью текут легко (например, как вода). Необычайно высокая вязкость стекла при комнатной температуре препятствует наблюдаемому течению за человеческие временные масштабы, опровергая миф о текущих витражных окнах.Ein Maß für den Widerstand einer Flüssigkeit gegen die Strömung. Flüssigkeiten mit hoher Viskosität fließen langsam (wie Honig), während Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität leicht fließen (wie Wasser). Die unglaublich hohe Viskosität von Glas bei Raumtemperatur verhindert jede beobachtbare Strömung innerhalb menschlicher Zeitskalen, was das Gerücht über die Strömung von Kathedralfenstern widerlegt.유체가 흐르는 데 저항하는 정도를 나타내는 척도이다. 높은 점도를 가진 유체는 느리게 흐르며(예: 꿀), 낮은 점도를 가진 유체는 쉽게 흐른다(예: 물). 실온에서 유리의 극도로 높은 점도는 인간의 시간 기준에서 관찰 가능한 흐름을 막아, 성당 창문이 흐른다는 미신을 반박한다., its resistance to shear stress, vanished entirely. This meant it could flow through the tiniest capillaries without any impediment, and if set into motion, it would continue to circulate indefinitely, an enduring motion unseen in classical fluids.
The Two-Fluid Model and Quantum Whirlpools
To explain these counter-intuitive properties, physicist Lev Landau proposed a two-fluid model. He posited that below the Lambda point, liquid helium-4 behaves as if it consists of two interpenetrating components: a normal fluid component, exhibiting ordinary viscous properties, and a superfluid component, possessing zero viscosity and infinite thermal conductivity. As the temperature drops further towards absolute zero, the proportion of the superfluid component increases, dominating the liquid's behaviour.
One of the most striking manifestations of this zero-viscosity state is the formation of quantized vortexConceptquantized vortexA quantized vortex is a microscopic, discrete whirlpool that forms in superfluids when they are set into rotation. Unlike classical fluid vortices, their circulation is quantized, meaning it can only exist in integer multiples of a fundamental unit. These vortices are a macroscopic manifestation of quantum mechanics, demonstrating the frictionless flow of the superfluid.量子涡旋是在超流体旋转时形成的一种微观、离散的漩涡。与经典流体涡旋不同，它们的环量是量子化的，也就是说，只能以某个基本单位的整数倍存在。这些涡旋是量子力学的宏观表现，展示了超流体的无摩擦流动。Un vórtice cuantizado es un minúsculo remolino discreto que se forma en superfluidos cuando se les pone en rotación. A diferencia de los vórtices en fluidos clásicos, su circulación está cuantizada, lo que significa que solo puede existir en múltiplos enteros de una unidad fundamental. Estos vórtices son una manifestación macroscópica de la mecánica cuántica, demostrando el flujo sin fricción del superfluido.الدودة الكمومية هي دوامة صغيرة الحجم ومتقطعة تتشكل في السوائل الفائقة عند تحريكها. على عكس الدوامات الكلاسيكية، فإن تدفقها الدوامي مكموم، أي أنه يمكن أن يتخذ قيمًا مضاعفة صحيحة لوحدة أساسية. هذه الدوامات هي تجلي واسع النطاق لآليات الكم، تُظهر التدفق الخالي من الاحتكاك في السائل الفائق.Um vórtice quantizado é um redemoinho microscópico e discreto que se forma em superflúidos quando estes são postos a girar. Ao contrário dos vórtices em fluidos clássicos, a circulação destes é quantizada, significando que só pode existir em múltiplos inteiros de uma unidade fundamental. Estes vórtices são uma manifestação macroscópica da mecânica quântica, demonstrando o fluxo sem atrito do superfluido.एक क्वांटीकृत वर्तिका (क्वांटम वर्तिका) एक अत्यधिक सूक्ष्म, अलग-अलग चक्र है जो अतिसुगम द्रवों (सुपरफ्लूइड्स) में घूर्णन कराए जाने पर बनता है। इनकी परिसंचरण (सर्कुलेशन) क्वांटीकृत होता है, जिसका अर्थ है कि यह केवल एक मूल इकाई के पूर्णांक गुणकों में ही अस्तित्व में हो सकता है। ये वर्तिकाएँ क्वांटम यांत्रिकी के एक दृश्य प्रकटीकरण का निरूपण करती हैं, जो अतिसुगम द्रव के घर्षणहीन प्रवाह को दर्शाती हैं।Sebuah vorteks kuantum adalah pusaran mikroskopis yang terbentuk dalam superfluida ketika mereka diputar. Berbeda dengan vorteks fluida klasik, sirkulasinya bersifat terkuantisasi, artinya hanya dapat ada dalam kelipatan bilangan bulat dari unit dasar. Vorteks-vorteks ini merupakan manifestasi makroskopis dari mekanika kuantum, menunjukkan aliran tanpa gesekan dari superfluida tersebut.Un vortex quantifié est un tourbillon microscopique et discret qui se forme dans les superfluides lorsqu'ils sont mis en rotation. Contrairement aux vortices classiques, leur circulation est quantifiée, ce qui signifie qu'elle ne peut exister qu'en multiples entiers d'une unité fondamentale. Ces vortices constituent une manifestation macroscopique de la mécanique quantique, démontrant l'écoulement sans frottement du superfluide.量子渦（りょうしわ）とは、超流動体が回転させられたときに形成される、顕微鏡的に小さな渦である。古典的な流体の渦とは異なり、その循環（しゅんか）は量子化されており、基本単位の整数倍の値しかとらない。これらの渦は量子力学の巨視的（きょしか）な現れであり、超流動体の摩擦のない流れを示している。Квантованный вихрь — это микроскопический, дискретный вихревой поток, который образуется в сверхтекучих жидкостях, когда они начинают вращаться. В отличие от классических вихрей в жидкостях, циркуляция квантованных вихрей квантована, то есть может существовать только в целых кратных значениях фундаментальной единицы. Эти вихри являются макроскопическим проявлением квантовой механики, демонстрирующим трение в потоке сверхтекучей жидкости.Ein quantisierter Wirbel ist ein mikroskopisch kleiner, diskreter Wirbel, der in Suprafluiden entsteht, wenn diese in Rotation versetzt werden. Anders als klassische Flüssigkeitswirbel ist ihre Zirkulation quantisiert, das heißt, sie kann nur in ganzzahligen Vielfachen einer grundlegenden Einheit existieren. Diese Wirbel sind eine makroskopische Erscheinung der Quantenmechanik und demonstrieren den reibungslosen Fluss des Suprafluids.양자화된 소용돌이(quantized vortex)는 초유체가 회전할 때 형성되는 미시적이고 이산적인 소용돌이이다. 고전 유체의 소용돌이와 달리 이들의 순환은 양자화되어 있어 기본 단위의 정수 배수만 존재할 수 있다. 이러한 소용돌이는 양자역학의 거시적 표현이며, 초유체의 마찰이 없는 흐름을 보여준다. lines. When a container of superfluid helium is rotated, instead of forming a continuous whirlpool like ordinary liquids, it generates an array of discrete, microscopic vortices, each a tiny, perfect tornado of circulating superfluid. These vortices are quantized, meaning their strength and circulation can only take on specific, discrete values, a direct consequence of the quantum mechanical nature of the fluid on a macroscopic scale.
Defying Gravity: The Fountain Effect
The frictionless flow of superfluid heliumObjectsuperfluid heliumSuperfluid helium refers to either helium-4 or helium-3 cooled to extreme cryogenic temperatures, where it exhibits superfluidity – a state of matter with zero viscosity and infinite thermal conductivity. This quantum fluid can flow without friction, climb container walls, and displays unique phenomena such as the fountain effect and quantized vortices.超流氦是指将氦-4或氦-3冷却到极低温的超低温条件下，表现出超流性的一种物质状态。这种量子流体具有零粘度和无限热导率，能够无摩擦流动，爬上容器壁，并表现出诸如喷泉效应和量子涡旋等独特现象。El helio superfluido se refiere al helio-4 o al helio-3 enfriados a temperaturas criogénicas extremas, donde manifiestan la superfluidez, un estado de la materia con viscosidad cero e infinita conductividad térmica. Este fluido cuántico puede fluir sin fricción, escalar las paredes de los recipientes y muestra fenómenos únicos, como el efecto fuente y vórtices cuantizados.يُشير الهليوم الفائق إلى الهليوم-4 أو الهليوم-3 المبرد إلى درجات حرارة منخفضة للغاية، حيث يظهر خاصية الفائقة السائلة وهي حالة للمادة تتميز بعدم وجود لزوجة وموصلية حرارية لا نهائية. هذا السائل الكمي يمكنه التدفق دون احتكاك، والصعود على جدران الحاويات، ويُظهر ظواهر فريدة مثل تأثير الحوض والدُوَرَانات الكمية.Hélio superfluido refere-se ao hélio-4 ou ao hélio-3 resfriado a temperaturas criogênicas extremas, onde ele exibe superfluidez – um estado da matéria com viscosidade zero e condutividade térmica infinita. Este fluido quântico pode fluir sem atrito, escalar paredes de recipientes e apresenta fenómenos únicos, como o efeito fonte e vórtices quantizados.अतिद्रव हीलियम या तो हीलियम-4 या हीलियम-3 को अत्यधिक शीतलन तापमान तक ठंडा करने पर प्राप्त होता है, जहां यह अतिद्रविता प्रदर्शित करता है - एक शून्य श्यान और अनंत ऊष्मीय चालकता वाला पदार्थ का अवस्था। यह क्वांटम द्रव घर्षण के बिना बह सकता है, बर्तन की दीवारों पर चढ़ सकता है और झार प्रभाव और मात्रात्मक वर्तिका जैसी अद्वितीय घटनाएं प्रदर्शित करता है।Helium superfluid merujuk pada helium-4 atau helium-3 yang didinginkan hingga suhu ekstrem kriogenik, di mana ia menunjukkan sifat superfluiditas—keadaan materi dengan viskositas nol dan konduktivitas termal tak terbatas. Cairan kuantum ini dapat mengalir tanpa gesekan, merayap naik dinding wadah, dan menunjukkan fenomena unik seperti efek sumber air mancur dan vorteks terkuantisasi.L'hélium superfluide désigne soit l'hélium-4, soit l'hélium-3 refroidi à des températures extrêmement cryogéniques, où il présente la superfluidité – un état de la matière caractérisé par une viscosité nulle et une conductivité thermique infinie. Ce fluide quantique peut s'écouler sans frottement, grimper le long des parois des récipients, et présente des phénomènes uniques tels que l'effet fontaine et les tourbillons quantifiés.超流動ヘリウムとは、ヘリウム4またはヘリウム3を極めて低い温度まで冷却したときに現れる超流動性を示す物質の状態を指す。この量子流体は粘性がゼロで、熱伝導度が無限大であり、摩擦なしに流れたり、容器の壁を登ったりすることができる。また、噴流効果や量子渦などの特異な現象を示す。Сверхтекучий гелий представляет собой либо гелий-4, либо гелий-3, охлажденный до экстремальных криогенных температур, где он проявляет сверхтекучесть – состояние вещества с нулевой вязкостью и бесконечной теплопроводностью. Этот квантовый флюид может течь без трения, подниматься по стенкам сосуда и демонстрировать уникальные явления, такие как фонтанный эффект и квантованные вихри.Unter superfluem Helium versteht man entweder Helium-4 oder Helium-3, das auf extreme tiefkalte Temperaturen abgekühlt wird, wodurch es Superfluidität aufweist – einen Materiezustand mit null Viskosität und unendlicher Wärmeleitfähigkeit. Dieses Quantenfluid kann reibungsfrei fließen, Behälterwände hinaufklettern und zeigt einzigartige Phänomene wie den Brunnenwirbel und quantisierte Wirbel.초유체 헬륨은 극저온 상태에서 초유체성이라는 특이한 물리적 상태를 보이는 헬륨-4 또는 헬륨-3를 말한다. 초유체성은 점성이 0이고 열전도도가 무한대인 상태로, 양자 유체의 특성이다. 이 물질은 마찰 없이 흐를 수 있으며 용기 벽을 타고 올라갈 수 있고, 분출 효과와 양자화된 소용돌이 현상과 같은 독특한 현상을 보인다. leads to other spectacular effects, most notably the 'fountain effect'. If a chamber containing superfluid helium is equipped with a porous plug at the bottom and heated slightly, the superfluid component will stream upwards through the plug and spout out like a fountain. This occurs because the superfluid, having zero viscosity, can move towards the warmer region without resistance, effectively escaping the container.
Beyond helium, the concept of superfluidity extends to other extreme environments. Superfluids are theorised to exist within the cores of neutron stars, where neutrons themselves form a frictionless fluid, impacting the star's rotational dynamics. Some speculative theories even propose a 'superfluid vacuum' as a framework for quantum gravity, suggesting that the very fabric of spacetime might exhibit superfluid-like properties at fundamental levels.
What we still don't know
Despite decades of study, a complete, unified microscopic theory that describes all aspects of superfluidity, especially in exotic systems or at higher temperatures, remains elusive. The transition mechanisms at the Lambda point are well-characterised phenomenologically, but the precise quantum interactions that give rise to such macroscopic coherence are still being refined.
We also lack a full understanding of how to engineer higher-temperature superfluids. While helium-3 achieves superfluidity at even lower temperatures than helium-4 (requiring fermion pairing), creating materials that exhibit these frictionless properties closer to room temperature could unlock transformative technologies.
And the implications for astrophysics, from the interior dynamics of neutron stars to the speculative superfluid dark matter theories, are still largely theoretical. Experimental verification of superfluid behaviour in these cosmic contexts presents formidable challenges.
Superfluidity is a constant reminder that the universe, at its coldest and most fundamental, holds phenomena that challenge our everyday intuitions, revealing a quantum world operating on rules both alien and elegant.
1937年，一场安静的物理学革命发生了，两个独立的研究小组在液氦中观察到了一种奇特现象。在莫斯科，Pyotr KapitsaPersonPyotr KapitsaA Soviet physicist, Pyotr Kapitsa was a pioneer in low-temperature physics. He was awarded the Nobel Prize in Physics in 1978 for his fundamental inventions and discoveries in the area of low-temperature physics. His 1937 observation of frictionless flow in liquid helium-4 was a pivotal discovery, marking the experimental identification of superfluidity.苏联物理学家彼得·卡皮察是低温物理领域的先驱。他因在低温物理领域的基础性发明和发现，于1978年获得诺贝尔物理学奖。他于1937年观察到液氦-4中无摩擦流动的现象，是一项关键性的发现，标志着超流性的实验确认。Físico soviético, Pyotr Kapitsa fue un pionero en física de bajas temperaturas. Fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1978 por sus invenciones y descubrimientos fundamentales en el área de la física de bajas temperaturas. Su observación en 1937 del flujo sin fricción en helio-4 líquido fue un descubrimiento crucial, marcando la identificación experimental de la superfluidez.فيزيائي سوفيتي، كان بيترو كابيتزا من пионير فيزياء درجات الحرارة المنخفضة. حصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1978 لابتكاراته واكتشافاته الأساسية في مجال فيزياء درجات الحرارة المنخفضة. كان ملاحظته عام 1937 لتدفق بدون احتكاك في الهليوم-4 سائلًا اكتشافًا محوريًا، يمثل تحديدًا تجريبيًا لظاهرة السوائل الفائقة.Um físico soviético, Pyotr Kapitsa foi pioneiro na física de baixas temperaturas. Foi agraciado com o Prêmio Nobel de Física em 1978 por suas invenções e descobertas fundamentais na área da física de baixas temperaturas. Sua observação, em 1937, do fluxo sem atrito no hélio-4 líquido foi uma descoberta fundamental, marcando a identificação experimental da superfluidez.एक सोवियत भौतिकविद, पिटर कैपित्सा निम्न तापमान भौतिकी में एक प्रारंभिक व्यक्ति थे। उन्हें 1978 में निम्न तापमान भौतिकी के क्षेत्र में उनके मूलभूत आविष्कारों और खोजों के लिए भौतिकी में नोबेल पुरस्कार दिया गया। उनकी 1937 में तरल हीलियम-4 में घर्षणरहित प्रवाह की खोज एक महत्वपूर्ण खोज थी, जिसने अतितरलता की प्रयोगात्मक पहचान को दर्शाया।Seorang fisikawan Soviet, Pyotr Kapitsa adalah seorang pionir dalam fisika suhu rendah. Ia dianugerahi Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1978 atas penemuan dan penemuan mendasarnya di bidang fisika suhu rendah. Pengamatan tahun 1937-nya mengenai aliran tanpa gesekan dalam helium cair-4 merupakan penemuan yang sangat penting, menandai identifikasi eksperimen tentang superfluiditas.Physicien soviétique, Pyotr Kapitsa fut un pionnier de la physique des basses températures. Il reçut le prix Nobel de physique en 1978 pour ses inventions et découvertes fondamentales dans le domaine de la physique des basses températures. Son observation en 1937 d'un écoulement sans frottement dans l'hélium-4 liquide constitua une découverte capitale, marquant l'identification expérimentale de la superfluidité.ソビエト連邦の物理学者、ピョートル・カピッツァは、低温物理学の先駆者である。1978年に低温物理学分野における基礎的な発明と発見に対して、物理学ノーベル賞を受賞した。1937年にヘリウム4液体における摩擦のない流れを観測したことは、超流動性の実験的同定という画期的な発見となった。Советский физик Пётр Капица был пионером в области физики низких температур. Он получил Нобелевскую премию по физике в 1978 году за фундаментальные изобретения и открытия в области физики низких температур. Его наблюдение в 1937 году трения в потоке жидкого гелия-4 стало ключевым открытием, обозначив экспериментальное определение сверхтекучести.Ein sowjetischer Physiker, Pyotr Kapiza, war ein Pionier auf dem Gebiet der Tieftemperaturphysik. Ihm wurde 1978 der Nobelpreis für Physik für seine grundlegenden Erfindungen und Entdeckungen auf dem Gebiet der Tieftemperaturphysik verliehen. Seine Beobachtung des reibungslosen Fließens von flüssigem Helium-4 im Jahr 1937 war eine wegweisende Entdeckung und markierte die experimentelle Identifizierung der Suprafluidität.소비에트 물리학자인 피ョ트르 카피차(Petr Kapitsa)는 저온 물리학 분야의 선구자였다. 그는 1978년 저온 물리학 분야에서 이루어낸 근본적인 발명과 발견으로 물리학 노벨상을 수상했다. 그는 1937년 헬륨-4 액체에서 마찰 없는 흐름을 관찰함으로써 초유체성의 실험적 확인이라는 중대한 발견을 하였다.检测到液体流动阻力突然剧烈下降。与此同时，在剑桥，约翰·F·艾伦（John F. Allen）和唐·米瑟（Don Misener）发表了他们自己的观察结果，证实了看似不可能的事情：当氦-4冷却到特定温度以下时，它完全失去了内部摩擦。
这个临界温度精确为2.17开尔文，由于其比热容中观察到的类似希腊字母λ的异常，被称为Lambda pointConceptLambda pointThe Lambda point, specifically 2.17 Kelvin for helium-4, is the critical temperature below which liquid helium transitions into its superfluid state. Named for the lambda-shaped anomaly in its specific heat capacity, it marks a quantum phase transition where the liquid exhibits extraordinary properties like zero viscosity and infinite thermal conductivity.λ点，特别是氦-4的λ点为2.17开尔文，是液氦转变为超流态的关键温度。由于其比热容中出现类似希腊字母λ形状的异常，因此得名。它标志着一种量子相变，在此相变下，液体表现出诸如零粘度和无限热导率等非凡特性。El punto lambda, específicamente 2,17 kelvin para el helio-4, es la temperatura crítica por debajo de la cual el helio líquido se transforma en su estado superfluido. Nombrado por la anomalía en forma de lambda en su capacidad calorífica específica, marca una transición de fase cuántica donde el líquido muestra propiedades extraordinarias como viscosidad cero y conductividad térmica infinita.النقطة لامبدا، وهي 2.17 كلفن بالتحديد بالنسبة لليورانيوم-4، هي درجة الحرارة الحرجة تحتها يتحول الهليوم السائل إلى حالته الفائقة السائلة. سميت هذه النقطة نسبةً إلى الاستثناء الشبيه بالشكل لامبدا في سعته الحرارية النوعية، وهو ما يشير إلى انتقال كمومي في الطور حيث يظهر السائل خصائص استثنائية مثل لزوجة صفرية وموصلية حرارية لا نهائية.O ponto lambda, especificamente 2,17 kelvin para o hélio-4, é a temperatura crítica abaixo da qual o hélio líquido transiciona para seu estado superfluido. Nomeado pela anomalia em forma de lambda em sua capacidade térmica específica, marca uma transição de fase quântica na qual o líquido exibe propriedades extraordinárias, como viscosidade zero e condutividade térmica infinita.हीलियम-4 के लिए 2.17 केल्विन के लैम्ब्डा बिंदु तापमान के नीचे तरल हीलियम अपनी शुद्ध तरल अवस्था में परिवर्तित हो जाता है। इसकी विशिष्ट ऊष्मा क्षमता में लैम्ब्डा आकार की असामान्यता के लिए इसे नाम दिया गया है, जो एक क्वांटम अवस्था परिवर्तन को दर्शाता है जहाँ तरल शून्य श्यान और अनंत ऊष्मा चालकता जैसे असाधारण गुण प्रदर्शित करता है।Lambda point, secara khusus 2,17 Kelvin untuk helium-4, adalah suhu kritis di bawah mana helium cair berubah ke dalam keadaan superfluidanya. Dinamai berdasarkan anomali berbentuk lambda pada kapasitas kalor spesifiknya, titik ini menandai transisi fase kuantum di mana cairan menunjukkan sifat luar biasa seperti viskositas nol dan konduktivitas termal tak terbatas.Le point lambda, spécifiquement 2,17 kelvin pour l'hélium-4, est la température critique en dessous de laquelle l'hélium liquide entre dans son état de superfluide. Nommé d'après l'anomalie en forme de lambda de sa chaleur spécifique, il marque une transition de phase quantique où le liquide présente des propriétés extraordinaires telles que la viscosité nulle et la conductivité thermique infinie.ヘリウム4において2.17ケルビンとなるラムダ点とは、液体ヘリウムが超流動状態へと相転移する臨界温度である。この名称は、比熱容量に現れるラムダ文字（λ）に似た異常からつけられたもので、この点では液体がゼロの粘性や無限大の熱伝導率といった特異な性質を示す量子相転移を示している。Точка лямбда, в частности 2,17 Кельвина для гелия-4, это критическая температура, ниже которой жидкий гелий переходит в сверхтекучее состояние. Названная в честь аномалии в форме буквы лямбда в его удельной теплоемкости, она обозначает квантовый фазовый переход, при котором жидкость проявляет необычайные свойства, такие как нулевая вязкость и бесконечная теплопроводность.Der Lambda-Punkt, spezifisch 2,17 Kelvin für Helium-4, ist die kritische Temperatur, unterhalb derer flüssiges Helium in seinen Suprafluidzustand übergeht. Benannt nach der lambda-förmigen Anomalie in seiner spezifischen Wärmekapazität, markiert er einen quantenmechanischen Phasenübergang, bei dem die Flüssigkeit außergewöhnliche Eigenschaften wie Nullviskosität und unendliche Wärmeleitfähigkeit zeigt.헬륨-4의 경우 2.17 켈빈인 람다 포인트(lambda point)는 액체 헬륨이 초유체 상태로 전이하는 임계 온도이다. 이는 비열 용량에서 나타나는 람다 모양의 이상 현상에서 유래한 이름이다. 이 포인트는 액체가 제로 비점도와 무한한 열전도도와 같은 뛰어난 특성을 보이는 양자 상전이를 나타낸다.。在此临界温度以下，液氦-4进入了一种其viscosityConceptViscosityA measure of a fluid's resistance to flow. High-viscosity fluids flow slowly (like honey), while low-viscosity fluids flow easily (like water). The incredibly high viscosity of glass at room temperature prevents any observable flow over human timescales, debunking the myth of flowing cathedral windows.粘度是衡量流体流动阻力的指标。高粘度流体流动缓慢（如蜂蜜），而低粘度流体则流动顺畅（如水）。玻璃在常温下具有极高的粘度，以至于在人类的时间尺度上无法观察到其流动，从而破除了大教堂窗户会流动的神话。Una medida de la resistencia de un fluido al flujo. Los fluidos de alta viscosidad fluyen lentamente (como la miel), mientras que los fluidos de baja viscosidad fluyen con facilidad (como el agua). La viscosidad extremadamente alta del vidrio a temperatura ambiente impide cualquier flujo observable a escalas de tiempo humanas, desmintiendo el mito del flujo de las ventanas de las catedrales.مقياس مقاومة سائل لانسيابه. تتحرك السوائل ذات اللزوجة العالية ببطء (مثل العسل)، بينما تنساب السوائل ذات اللزوجة المنخفضة بسهولة (مثل الماء). تمنع اللزوجة العالية جداً للزجاج في درجة حرارة الغرفة أي تدفق ملاحظ على مدار مدة الحياة البشرية، مما ينفي أسطورة تدفق نوافذ الكاتدرائيات.Viscosidade é uma medida da resistência de um fluido ao escoamento. Fluidos de alta viscosidade escoam-se lentamente (como o mel), enquanto fluidos de baixa viscosidade escoam-se facilmente (como a água). A viscosidade extremamente alta do vidro à temperatura ambiente impede qualquer escoamento perceptível em escalas de tempo humanas, desmentindo o mito do escoamento das janelas das catedrais.एक तरल पदार्थ के प्रवाह के प्रति प्रतिरोध की माप। उच्च श्यानता वाले तरल धीरे-धीरे प्रवाहित होते हैं (जैसे मधु), जबकि कम श्यानता वाले तरल आसानी से प्रवाहित होते हैं (जैसे पानी)। कमरे के तापमान पर कांच की अत्यधिक उच्च श्यानता मनुष्य के समय पैमाने पर कोई दृश्यमान प्रवाह रोक देती है, जो ध्वनि के चर्च खिड़कियों के प्रवाह के मिथक को तोड़ देती है।Viskositas adalah ukuran hambatan fluida terhadap alirannya. Fluida dengan viskositas tinggi mengalir lambat (seperti madu), sedangkan fluida dengan viskositas rendah mengalir dengan mudah (seperti air). Viskositas yang sangat tinggi dari kaca pada suhu kamar mencegah aliran yang dapat diamati dalam skala waktu manusia, membantah mitos tentang jendela katedral yang mengalir.La viscosité est une mesure de la résistance d'un fluide au mouvement. Les fluides à haute viscosité s'écoulent lentement (comme le miel), tandis que les fluides à faible viscosité s'écoulent facilement (comme l'eau). La viscosité extrêmement élevée du verre à température ambiante empêche tout écoulement observable sur des échelles de temps humaines, réfutant ainsi le mythe des vitraux d'églises qui s'écouleraient.流体の流れに対する抵抗を測定する尺度である。高粘度の流体はゆっくりとしか流れず（例：はちみつ）、低粘度の流体は容易に流れる（例：水）。常温下でのガラスの非常に高い粘度は、人間の時間スケールでの観測可能な流れを妨げており、カテドラルの窓が流れるとする誤解を覆している。Вязкость — это мера сопротивления жидкости течению. Жидкости с высокой вязкостью текут медленно (например, как мёд), тогда как жидкости с низкой вязкостью текут легко (например, как вода). Необычайно высокая вязкость стекла при комнатной температуре препятствует наблюдаемому течению за человеческие временные масштабы, опровергая миф о текущих витражных окнах.Ein Maß für den Widerstand einer Flüssigkeit gegen die Strömung. Flüssigkeiten mit hoher Viskosität fließen langsam (wie Honig), während Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität leicht fließen (wie Wasser). Die unglaublich hohe Viskosität von Glas bei Raumtemperatur verhindert jede beobachtbare Strömung innerhalb menschlicher Zeitskalen, was das Gerücht über die Strömung von Kathedralfenstern widerlegt.유체가 흐르는 데 저항하는 정도를 나타내는 척도이다. 높은 점도를 가진 유체는 느리게 흐르며(예: 꿀), 낮은 점도를 가진 유체는 쉽게 흐른다(예: 물). 실온에서 유리의 극도로 높은 점도는 인간의 시간 기준에서 관찰 가능한 흐름을 막아, 성당 창문이 흐른다는 미신을 반박한다.——即对剪切应力的阻力——完全消失的状态。这意味着它可以通过最细小的毛细管而没有任何阻碍，如果开始流动，它会无限期地持续循环，这种永恒的运动在经典流体中是看不到的。
这种零粘度状态最显著的表现之一是形成了quantized vortexConceptquantized vortexA quantized vortex is a microscopic, discrete whirlpool that forms in superfluids when they are set into rotation. Unlike classical fluid vortices, their circulation is quantized, meaning it can only exist in integer multiples of a fundamental unit. These vortices are a macroscopic manifestation of quantum mechanics, demonstrating the frictionless flow of the superfluid.量子涡旋是在超流体旋转时形成的一种微观、离散的漩涡。与经典流体涡旋不同，它们的环量是量子化的，也就是说，只能以某个基本单位的整数倍存在。这些涡旋是量子力学的宏观表现，展示了超流体的无摩擦流动。Un vórtice cuantizado es un minúsculo remolino discreto que se forma en superfluidos cuando se les pone en rotación. A diferencia de los vórtices en fluidos clásicos, su circulación está cuantizada, lo que significa que solo puede existir en múltiplos enteros de una unidad fundamental. Estos vórtices son una manifestación macroscópica de la mecánica cuántica, demostrando el flujo sin fricción del superfluido.الدودة الكمومية هي دوامة صغيرة الحجم ومتقطعة تتشكل في السوائل الفائقة عند تحريكها. على عكس الدوامات الكلاسيكية، فإن تدفقها الدوامي مكموم، أي أنه يمكن أن يتخذ قيمًا مضاعفة صحيحة لوحدة أساسية. هذه الدوامات هي تجلي واسع النطاق لآليات الكم، تُظهر التدفق الخالي من الاحتكاك في السائل الفائق.Um vórtice quantizado é um redemoinho microscópico e discreto que se forma em superflúidos quando estes são postos a girar. Ao contrário dos vórtices em fluidos clássicos, a circulação destes é quantizada, significando que só pode existir em múltiplos inteiros de uma unidade fundamental. Estes vórtices são uma manifestação macroscópica da mecânica quântica, demonstrando o fluxo sem atrito do superfluido.एक क्वांटीकृत वर्तिका (क्वांटम वर्तिका) एक अत्यधिक सूक्ष्म, अलग-अलग चक्र है जो अतिसुगम द्रवों (सुपरफ्लूइड्स) में घूर्णन कराए जाने पर बनता है। इनकी परिसंचरण (सर्कुलेशन) क्वांटीकृत होता है, जिसका अर्थ है कि यह केवल एक मूल इकाई के पूर्णांक गुणकों में ही अस्तित्व में हो सकता है। ये वर्तिकाएँ क्वांटम यांत्रिकी के एक दृश्य प्रकटीकरण का निरूपण करती हैं, जो अतिसुगम द्रव के घर्षणहीन प्रवाह को दर्शाती हैं।Sebuah vorteks kuantum adalah pusaran mikroskopis yang terbentuk dalam superfluida ketika mereka diputar. Berbeda dengan vorteks fluida klasik, sirkulasinya bersifat terkuantisasi, artinya hanya dapat ada dalam kelipatan bilangan bulat dari unit dasar. Vorteks-vorteks ini merupakan manifestasi makroskopis dari mekanika kuantum, menunjukkan aliran tanpa gesekan dari superfluida tersebut.Un vortex quantifié est un tourbillon microscopique et discret qui se forme dans les superfluides lorsqu'ils sont mis en rotation. Contrairement aux vortices classiques, leur circulation est quantifiée, ce qui signifie qu'elle ne peut exister qu'en multiples entiers d'une unité fondamentale. Ces vortices constituent une manifestation macroscopique de la mécanique quantique, démontrant l'écoulement sans frottement du superfluide.量子渦（りょうしわ）とは、超流動体が回転させられたときに形成される、顕微鏡的に小さな渦である。古典的な流体の渦とは異なり、その循環（しゅんか）は量子化されており、基本単位の整数倍の値しかとらない。これらの渦は量子力学の巨視的（きょしか）な現れであり、超流動体の摩擦のない流れを示している。Квантованный вихрь — это микроскопический, дискретный вихревой поток, который образуется в сверхтекучих жидкостях, когда они начинают вращаться. В отличие от классических вихрей в жидкостях, циркуляция квантованных вихрей квантована, то есть может существовать только в целых кратных значениях фундаментальной единицы. Эти вихри являются макроскопическим проявлением квантовой механики, демонстрирующим трение в потоке сверхтекучей жидкости.Ein quantisierter Wirbel ist ein mikroskopisch kleiner, diskreter Wirbel, der in Suprafluiden entsteht, wenn diese in Rotation versetzt werden. Anders als klassische Flüssigkeitswirbel ist ihre Zirkulation quantisiert, das heißt, sie kann nur in ganzzahligen Vielfachen einer grundlegenden Einheit existieren. Diese Wirbel sind eine makroskopische Erscheinung der Quantenmechanik und demonstrieren den reibungslosen Fluss des Suprafluids.양자화된 소용돌이(quantized vortex)는 초유체가 회전할 때 형성되는 미시적이고 이산적인 소용돌이이다. 고전 유체의 소용돌이와 달리 이들의 순환은 양자화되어 있어 기본 단위의 정수 배수만 존재할 수 있다. 이러한 소용돌이는 양자역학의 거시적 표현이며, 초유체의 마찰이 없는 흐름을 보여준다.线。当装有超流体氦的容器旋转时，它不会像普通液体那样形成连续的漩涡，而是产生一系列离散的微观涡旋，每个涡旋都是一个微小的、完美的超流体循环小旋风。这些涡旋是量子化的，意味着它们的强度和循环只能取特定的离散值，这是流体在宏观尺度上量子力学性质的直接结果。
抗重力：喷泉效应
superfluid heliumObjectsuperfluid heliumSuperfluid helium refers to either helium-4 or helium-3 cooled to extreme cryogenic temperatures, where it exhibits superfluidity – a state of matter with zero viscosity and infinite thermal conductivity. This quantum fluid can flow without friction, climb container walls, and displays unique phenomena such as the fountain effect and quantized vortices.超流氦是指将氦-4或氦-3冷却到极低温的超低温条件下，表现出超流性的一种物质状态。这种量子流体具有零粘度和无限热导率，能够无摩擦流动，爬上容器壁，并表现出诸如喷泉效应和量子涡旋等独特现象。El helio superfluido se refiere al helio-4 o al helio-3 enfriados a temperaturas criogénicas extremas, donde manifiestan la superfluidez, un estado de la materia con viscosidad cero e infinita conductividad térmica. Este fluido cuántico puede fluir sin fricción, escalar las paredes de los recipientes y muestra fenómenos únicos, como el efecto fuente y vórtices cuantizados.يُشير الهليوم الفائق إلى الهليوم-4 أو الهليوم-3 المبرد إلى درجات حرارة منخفضة للغاية، حيث يظهر خاصية الفائقة السائلة وهي حالة للمادة تتميز بعدم وجود لزوجة وموصلية حرارية لا نهائية. هذا السائل الكمي يمكنه التدفق دون احتكاك، والصعود على جدران الحاويات، ويُظهر ظواهر فريدة مثل تأثير الحوض والدُوَرَانات الكمية.Hélio superfluido refere-se ao hélio-4 ou ao hélio-3 resfriado a temperaturas criogênicas extremas, onde ele exibe superfluidez – um estado da matéria com viscosidade zero e condutividade térmica infinita. Este fluido quântico pode fluir sem atrito, escalar paredes de recipientes e apresenta fenómenos únicos, como o efeito fonte e vórtices quantizados.अतिद्रव हीलियम या तो हीलियम-4 या हीलियम-3 को अत्यधिक शीतलन तापमान तक ठंडा करने पर प्राप्त होता है, जहां यह अतिद्रविता प्रदर्शित करता है - एक शून्य श्यान और अनंत ऊष्मीय चालकता वाला पदार्थ का अवस्था। यह क्वांटम द्रव घर्षण के बिना बह सकता है, बर्तन की दीवारों पर चढ़ सकता है और झार प्रभाव और मात्रात्मक वर्तिका जैसी अद्वितीय घटनाएं प्रदर्शित करता है।Helium superfluid merujuk pada helium-4 atau helium-3 yang didinginkan hingga suhu ekstrem kriogenik, di mana ia menunjukkan sifat superfluiditas—keadaan materi dengan viskositas nol dan konduktivitas termal tak terbatas. Cairan kuantum ini dapat mengalir tanpa gesekan, merayap naik dinding wadah, dan menunjukkan fenomena unik seperti efek sumber air mancur dan vorteks terkuantisasi.L'hélium superfluide désigne soit l'hélium-4, soit l'hélium-3 refroidi à des températures extrêmement cryogéniques, où il présente la superfluidité – un état de la matière caractérisé par une viscosité nulle et une conductivité thermique infinie. Ce fluide quantique peut s'écouler sans frottement, grimper le long des parois des récipients, et présente des phénomènes uniques tels que l'effet fontaine et les tourbillons quantifiés.超流動ヘリウムとは、ヘリウム4またはヘリウム3を極めて低い温度まで冷却したときに現れる超流動性を示す物質の状態を指す。この量子流体は粘性がゼロで、熱伝導度が無限大であり、摩擦なしに流れたり、容器の壁を登ったりすることができる。また、噴流効果や量子渦などの特異な現象を示す。Сверхтекучий гелий представляет собой либо гелий-4, либо гелий-3, охлажденный до экстремальных криогенных температур, где он проявляет сверхтекучесть – состояние вещества с нулевой вязкостью и бесконечной теплопроводностью. Этот квантовый флюид может течь без трения, подниматься по стенкам сосуда и демонстрировать уникальные явления, такие как фонтанный эффект и квантованные вихри.Unter superfluem Helium versteht man entweder Helium-4 oder Helium-3, das auf extreme tiefkalte Temperaturen abgekühlt wird, wodurch es Superfluidität aufweist – einen Materiezustand mit null Viskosität und unendlicher Wärmeleitfähigkeit. Dieses Quantenfluid kann reibungsfrei fließen, Behälterwände hinaufklettern und zeigt einzigartige Phänomene wie den Brunnenwirbel und quantisierte Wirbel.초유체 헬륨은 극저온 상태에서 초유체성이라는 특이한 물리적 상태를 보이는 헬륨-4 또는 헬륨-3를 말한다. 초유체성은 점성이 0이고 열전도도가 무한대인 상태로, 양자 유체의 특성이다. 이 물질은 마찰 없이 흐를 수 있으며 용기 벽을 타고 올라갈 수 있고, 분출 효과와 양자화된 소용돌이 현상과 같은 독특한 현상을 보인다.的无摩擦流动导致了其他壮观的效果，其中最显著的是“喷泉效应”。如果一个装有超流体氦的容器底部装有多孔塞，并稍微加热，超流体成分会向上穿过塞子喷涌而出，就像喷泉一样。这是因为超流体由于零粘度，可以不受阻碍地流向较温暖的区域，从而有效地逃离容器。
Enfriar helio líquido a solo unos grados del cero absoluto hará que abandone toda fricción. Este bizarro estado cuántico, conocido como superfluidez, permite al fluido defraudar la gravedad, fluir perpetuamente y navegar por canales microscópicos como si no existieran.
En 1937, una revolución silenciosa en la física tuvo lugar cuando dos grupos de investigación independientes observaron un fenómeno peculiar en el helio líquido. En Moscú, Pyotr KapitsaPersonPyotr KapitsaA Soviet physicist, Pyotr Kapitsa was a pioneer in low-temperature physics. He was awarded the Nobel Prize in Physics in 1978 for his fundamental inventions and discoveries in the area of low-temperature physics. His 1937 observation of frictionless flow in liquid helium-4 was a pivotal discovery, marking the experimental identification of superfluidity.苏联物理学家彼得·卡皮察是低温物理领域的先驱。他因在低温物理领域的基础性发明和发现，于1978年获得诺贝尔物理学奖。他于1937年观察到液氦-4中无摩擦流动的现象，是一项关键性的发现，标志着超流性的实验确认。Físico soviético, Pyotr Kapitsa fue un pionero en física de bajas temperaturas. Fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1978 por sus invenciones y descubrimientos fundamentales en el área de la física de bajas temperaturas. Su observación en 1937 del flujo sin fricción en helio-4 líquido fue un descubrimiento crucial, marcando la identificación experimental de la superfluidez.فيزيائي سوفيتي، كان بيترو كابيتزا من пионير فيزياء درجات الحرارة المنخفضة. حصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1978 لابتكاراته واكتشافاته الأساسية في مجال فيزياء درجات الحرارة المنخفضة. كان ملاحظته عام 1937 لتدفق بدون احتكاك في الهليوم-4 سائلًا اكتشافًا محوريًا، يمثل تحديدًا تجريبيًا لظاهرة السوائل الفائقة.Um físico soviético, Pyotr Kapitsa foi pioneiro na física de baixas temperaturas. Foi agraciado com o Prêmio Nobel de Física em 1978 por suas invenções e descobertas fundamentais na área da física de baixas temperaturas. Sua observação, em 1937, do fluxo sem atrito no hélio-4 líquido foi uma descoberta fundamental, marcando a identificação experimental da superfluidez.एक सोवियत भौतिकविद, पिटर कैपित्सा निम्न तापमान भौतिकी में एक प्रारंभिक व्यक्ति थे। उन्हें 1978 में निम्न तापमान भौतिकी के क्षेत्र में उनके मूलभूत आविष्कारों और खोजों के लिए भौतिकी में नोबेल पुरस्कार दिया गया। उनकी 1937 में तरल हीलियम-4 में घर्षणरहित प्रवाह की खोज एक महत्वपूर्ण खोज थी, जिसने अतितरलता की प्रयोगात्मक पहचान को दर्शाया।Seorang fisikawan Soviet, Pyotr Kapitsa adalah seorang pionir dalam fisika suhu rendah. Ia dianugerahi Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1978 atas penemuan dan penemuan mendasarnya di bidang fisika suhu rendah. Pengamatan tahun 1937-nya mengenai aliran tanpa gesekan dalam helium cair-4 merupakan penemuan yang sangat penting, menandai identifikasi eksperimen tentang superfluiditas.Physicien soviétique, Pyotr Kapitsa fut un pionnier de la physique des basses températures. Il reçut le prix Nobel de physique en 1978 pour ses inventions et découvertes fondamentales dans le domaine de la physique des basses températures. Son observation en 1937 d'un écoulement sans frottement dans l'hélium-4 liquide constitua une découverte capitale, marquant l'identification expérimentale de la superfluidité.ソビエト連邦の物理学者、ピョートル・カピッツァは、低温物理学の先駆者である。1978年に低温物理学分野における基礎的な発明と発見に対して、物理学ノーベル賞を受賞した。1937年にヘリウム4液体における摩擦のない流れを観測したことは、超流動性の実験的同定という画期的な発見となった。Советский физик Пётр Капица был пионером в области физики низких температур. Он получил Нобелевскую премию по физике в 1978 году за фундаментальные изобретения и открытия в области физики низких температур. Его наблюдение в 1937 году трения в потоке жидкого гелия-4 стало ключевым открытием, обозначив экспериментальное определение сверхтекучести.Ein sowjetischer Physiker, Pyotr Kapiza, war ein Pionier auf dem Gebiet der Tieftemperaturphysik. Ihm wurde 1978 der Nobelpreis für Physik für seine grundlegenden Erfindungen und Entdeckungen auf dem Gebiet der Tieftemperaturphysik verliehen. Seine Beobachtung des reibungslosen Fließens von flüssigem Helium-4 im Jahr 1937 war eine wegweisende Entdeckung und markierte die experimentelle Identifizierung der Suprafluidität.소비에트 물리학자인 피ョ트르 카피차(Petr Kapitsa)는 저온 물리학 분야의 선구자였다. 그는 1978년 저온 물리학 분야에서 이루어낸 근본적인 발명과 발견으로 물리학 노벨상을 수상했다. 그는 1937년 헬륨-4 액체에서 마찰 없는 흐름을 관찰함으로써 초유체성의 실험적 확인이라는 중대한 발견을 하였다. detectó una caída abrupta y dramática en la resistencia del líquido al flujo. Simultáneamente, en Cambridge, John F. Allen y Don Misener publicaron sus propias observaciones, confirmando lo que parecía imposible: el helio-4, cuando se enfría por debajo de una temperatura específica, pierde toda fricción interna.
Esta temperatura crítica, precisamente 2,17 kelvin, se conoció como la Lambda pointConceptLambda pointThe Lambda point, specifically 2.17 Kelvin for helium-4, is the critical temperature below which liquid helium transitions into its superfluid state. Named for the lambda-shaped anomaly in its specific heat capacity, it marks a quantum phase transition where the liquid exhibits extraordinary properties like zero viscosity and infinite thermal conductivity.λ点，特别是氦-4的λ点为2.17开尔文，是液氦转变为超流态的关键温度。由于其比热容中出现类似希腊字母λ形状的异常，因此得名。它标志着一种量子相变，在此相变下，液体表现出诸如零粘度和无限热导率等非凡特性。El punto lambda, específicamente 2,17 kelvin para el helio-4, es la temperatura crítica por debajo de la cual el helio líquido se transforma en su estado superfluido. Nombrado por la anomalía en forma de lambda en su capacidad calorífica específica, marca una transición de fase cuántica donde el líquido muestra propiedades extraordinarias como viscosidad cero y conductividad térmica infinita.النقطة لامبدا، وهي 2.17 كلفن بالتحديد بالنسبة لليورانيوم-4، هي درجة الحرارة الحرجة تحتها يتحول الهليوم السائل إلى حالته الفائقة السائلة. سميت هذه النقطة نسبةً إلى الاستثناء الشبيه بالشكل لامبدا في سعته الحرارية النوعية، وهو ما يشير إلى انتقال كمومي في الطور حيث يظهر السائل خصائص استثنائية مثل لزوجة صفرية وموصلية حرارية لا نهائية.O ponto lambda, especificamente 2,17 kelvin para o hélio-4, é a temperatura crítica abaixo da qual o hélio líquido transiciona para seu estado superfluido. Nomeado pela anomalia em forma de lambda em sua capacidade térmica específica, marca uma transição de fase quântica na qual o líquido exibe propriedades extraordinárias, como viscosidade zero e condutividade térmica infinita.हीलियम-4 के लिए 2.17 केल्विन के लैम्ब्डा बिंदु तापमान के नीचे तरल हीलियम अपनी शुद्ध तरल अवस्था में परिवर्तित हो जाता है। इसकी विशिष्ट ऊष्मा क्षमता में लैम्ब्डा आकार की असामान्यता के लिए इसे नाम दिया गया है, जो एक क्वांटम अवस्था परिवर्तन को दर्शाता है जहाँ तरल शून्य श्यान और अनंत ऊष्मा चालकता जैसे असाधारण गुण प्रदर्शित करता है।Lambda point, secara khusus 2,17 Kelvin untuk helium-4, adalah suhu kritis di bawah mana helium cair berubah ke dalam keadaan superfluidanya. Dinamai berdasarkan anomali berbentuk lambda pada kapasitas kalor spesifiknya, titik ini menandai transisi fase kuantum di mana cairan menunjukkan sifat luar biasa seperti viskositas nol dan konduktivitas termal tak terbatas.Le point lambda, spécifiquement 2,17 kelvin pour l'hélium-4, est la température critique en dessous de laquelle l'hélium liquide entre dans son état de superfluide. Nommé d'après l'anomalie en forme de lambda de sa chaleur spécifique, il marque une transition de phase quantique où le liquide présente des propriétés extraordinaires telles que la viscosité nulle et la conductivité thermique infinie.ヘリウム4において2.17ケルビンとなるラムダ点とは、液体ヘリウムが超流動状態へと相転移する臨界温度である。この名称は、比熱容量に現れるラムダ文字（λ）に似た異常からつけられたもので、この点では液体がゼロの粘性や無限大の熱伝導率といった特異な性質を示す量子相転移を示している。Точка лямбда, в частности 2,17 Кельвина для гелия-4, это критическая температура, ниже которой жидкий гелий переходит в сверхтекучее состояние. Названная в честь аномалии в форме буквы лямбда в его удельной теплоемкости, она обозначает квантовый фазовый переход, при котором жидкость проявляет необычайные свойства, такие как нулевая вязкость и бесконечная теплопроводность.Der Lambda-Punkt, spezifisch 2,17 Kelvin für Helium-4, ist die kritische Temperatur, unterhalb derer flüssiges Helium in seinen Suprafluidzustand übergeht. Benannt nach der lambda-förmigen Anomalie in seiner spezifischen Wärmekapazität, markiert er einen quantenmechanischen Phasenübergang, bei dem die Flüssigkeit außergewöhnliche Eigenschaften wie Nullviskosität und unendliche Wärmeleitfähigkeit zeigt.헬륨-4의 경우 2.17 켈빈인 람다 포인트(lambda point)는 액체 헬륨이 초유체 상태로 전이하는 임계 온도이다. 이는 비열 용량에서 나타나는 람다 모양의 이상 현상에서 유래한 이름이다. 이 포인트는 액체가 제로 비점도와 무한한 열전도도와 같은 뛰어난 특성을 보이는 양자 상전이를 나타낸다. debido a la anomalía en forma de lambda observada en su capacidad calorífica específica. Por debajo de este umbral, el helio líquido-4 entra en un estado en el que su viscosityConceptViscosityA measure of a fluid's resistance to flow. High-viscosity fluids flow slowly (like honey), while low-viscosity fluids flow easily (like water). The incredibly high viscosity of glass at room temperature prevents any observable flow over human timescales, debunking the myth of flowing cathedral windows.粘度是衡量流体流动阻力的指标。高粘度流体流动缓慢（如蜂蜜），而低粘度流体则流动顺畅（如水）。玻璃在常温下具有极高的粘度，以至于在人类的时间尺度上无法观察到其流动，从而破除了大教堂窗户会流动的神话。Una medida de la resistencia de un fluido al flujo. Los fluidos de alta viscosidad fluyen lentamente (como la miel), mientras que los fluidos de baja viscosidad fluyen con facilidad (como el agua). La viscosidad extremadamente alta del vidrio a temperatura ambiente impide cualquier flujo observable a escalas de tiempo humanas, desmintiendo el mito del flujo de las ventanas de las catedrales.مقياس مقاومة سائل لانسيابه. تتحرك السوائل ذات اللزوجة العالية ببطء (مثل العسل)، بينما تنساب السوائل ذات اللزوجة المنخفضة بسهولة (مثل الماء). تمنع اللزوجة العالية جداً للزجاج في درجة حرارة الغرفة أي تدفق ملاحظ على مدار مدة الحياة البشرية، مما ينفي أسطورة تدفق نوافذ الكاتدرائيات.Viscosidade é uma medida da resistência de um fluido ao escoamento. Fluidos de alta viscosidade escoam-se lentamente (como o mel), enquanto fluidos de baixa viscosidade escoam-se facilmente (como a água). A viscosidade extremamente alta do vidro à temperatura ambiente impede qualquer escoamento perceptível em escalas de tempo humanas, desmentindo o mito do escoamento das janelas das catedrais.एक तरल पदार्थ के प्रवाह के प्रति प्रतिरोध की माप। उच्च श्यानता वाले तरल धीरे-धीरे प्रवाहित होते हैं (जैसे मधु), जबकि कम श्यानता वाले तरल आसानी से प्रवाहित होते हैं (जैसे पानी)। कमरे के तापमान पर कांच की अत्यधिक उच्च श्यानता मनुष्य के समय पैमाने पर कोई दृश्यमान प्रवाह रोक देती है, जो ध्वनि के चर्च खिड़कियों के प्रवाह के मिथक को तोड़ देती है।Viskositas adalah ukuran hambatan fluida terhadap alirannya. Fluida dengan viskositas tinggi mengalir lambat (seperti madu), sedangkan fluida dengan viskositas rendah mengalir dengan mudah (seperti air). Viskositas yang sangat tinggi dari kaca pada suhu kamar mencegah aliran yang dapat diamati dalam skala waktu manusia, membantah mitos tentang jendela katedral yang mengalir.La viscosité est une mesure de la résistance d'un fluide au mouvement. Les fluides à haute viscosité s'écoulent lentement (comme le miel), tandis que les fluides à faible viscosité s'écoulent facilement (comme l'eau). La viscosité extrêmement élevée du verre à température ambiante empêche tout écoulement observable sur des échelles de temps humaines, réfutant ainsi le mythe des vitraux d'églises qui s'écouleraient.流体の流れに対する抵抗を測定する尺度である。高粘度の流体はゆっくりとしか流れず（例：はちみつ）、低粘度の流体は容易に流れる（例：水）。常温下でのガラスの非常に高い粘度は、人間の時間スケールでの観測可能な流れを妨げており、カテドラルの窓が流れるとする誤解を覆している。Вязкость — это мера сопротивления жидкости течению. Жидкости с высокой вязкостью текут медленно (например, как мёд), тогда как жидкости с низкой вязкостью текут легко (например, как вода). Необычайно высокая вязкость стекла при комнатной температуре препятствует наблюдаемому течению за человеческие временные масштабы, опровергая миф о текущих витражных окнах.Ein Maß für den Widerstand einer Flüssigkeit gegen die Strömung. Flüssigkeiten mit hoher Viskosität fließen langsam (wie Honig), während Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität leicht fließen (wie Wasser). Die unglaublich hohe Viskosität von Glas bei Raumtemperatur verhindert jede beobachtbare Strömung innerhalb menschlicher Zeitskalen, was das Gerücht über die Strömung von Kathedralfenstern widerlegt.유체가 흐르는 데 저항하는 정도를 나타내는 척도이다. 높은 점도를 가진 유체는 느리게 흐르며(예: 꿀), 낮은 점도를 가진 유체는 쉽게 흐른다(예: 물). 실온에서 유리의 극도로 높은 점도는 인간의 시간 기준에서 관찰 가능한 흐름을 막아, 성당 창문이 흐른다는 미신을 반박한다., su resistencia al esfuerzo cortante, desaparece por completo. Esto significaba que podía fluir a través de los capilares más pequeños sin ninguna impedancia, y si se ponía en movimiento, continuaría circulando indefinidamente, un movimiento perpetuo inédito en fluidos clásicos.
El modelo de dos fluidos y los remolinos cuánticos
Para explicar estas propiedades contrarias a la intuición, el físico Lev Landau propuso un modelo de dos fluidos. Sostuvo que por debajo del punto Lambda, el helio líquido-4 se comporta como si estuviera compuesto por dos componentes interpenetrantes: un componente de fluido normal, que muestra propiedades viscosas ordinarias, y un componente superfluido, que posee cero viscosidad y conductividad térmica infinita. A medida que la temperatura disminuye aún más hacia el cero absoluto, la proporción del componente superfluido aumenta, dominando el comportamiento del líquido.
Una de las manifestaciones más llamativas de este estado de cero viscosidad es la formación de quantized vortexConceptquantized vortexA quantized vortex is a microscopic, discrete whirlpool that forms in superfluids when they are set into rotation. Unlike classical fluid vortices, their circulation is quantized, meaning it can only exist in integer multiples of a fundamental unit. These vortices are a macroscopic manifestation of quantum mechanics, demonstrating the frictionless flow of the superfluid.量子涡旋是在超流体旋转时形成的一种微观、离散的漩涡。与经典流体涡旋不同，它们的环量是量子化的，也就是说，只能以某个基本单位的整数倍存在。这些涡旋是量子力学的宏观表现，展示了超流体的无摩擦流动。Un vórtice cuantizado es un minúsculo remolino discreto que se forma en superfluidos cuando se les pone en rotación. A diferencia de los vórtices en fluidos clásicos, su circulación está cuantizada, lo que significa que solo puede existir en múltiplos enteros de una unidad fundamental. Estos vórtices son una manifestación macroscópica de la mecánica cuántica, demostrando el flujo sin fricción del superfluido.الدودة الكمومية هي دوامة صغيرة الحجم ومتقطعة تتشكل في السوائل الفائقة عند تحريكها. على عكس الدوامات الكلاسيكية، فإن تدفقها الدوامي مكموم، أي أنه يمكن أن يتخذ قيمًا مضاعفة صحيحة لوحدة أساسية. هذه الدوامات هي تجلي واسع النطاق لآليات الكم، تُظهر التدفق الخالي من الاحتكاك في السائل الفائق.Um vórtice quantizado é um redemoinho microscópico e discreto que se forma em superflúidos quando estes são postos a girar. Ao contrário dos vórtices em fluidos clássicos, a circulação destes é quantizada, significando que só pode existir em múltiplos inteiros de uma unidade fundamental. Estes vórtices são uma manifestação macroscópica da mecânica quântica, demonstrando o fluxo sem atrito do superfluido.एक क्वांटीकृत वर्तिका (क्वांटम वर्तिका) एक अत्यधिक सूक्ष्म, अलग-अलग चक्र है जो अतिसुगम द्रवों (सुपरफ्लूइड्स) में घूर्णन कराए जाने पर बनता है। इनकी परिसंचरण (सर्कुलेशन) क्वांटीकृत होता है, जिसका अर्थ है कि यह केवल एक मूल इकाई के पूर्णांक गुणकों में ही अस्तित्व में हो सकता है। ये वर्तिकाएँ क्वांटम यांत्रिकी के एक दृश्य प्रकटीकरण का निरूपण करती हैं, जो अतिसुगम द्रव के घर्षणहीन प्रवाह को दर्शाती हैं।Sebuah vorteks kuantum adalah pusaran mikroskopis yang terbentuk dalam superfluida ketika mereka diputar. Berbeda dengan vorteks fluida klasik, sirkulasinya bersifat terkuantisasi, artinya hanya dapat ada dalam kelipatan bilangan bulat dari unit dasar. Vorteks-vorteks ini merupakan manifestasi makroskopis dari mekanika kuantum, menunjukkan aliran tanpa gesekan dari superfluida tersebut.Un vortex quantifié est un tourbillon microscopique et discret qui se forme dans les superfluides lorsqu'ils sont mis en rotation. Contrairement aux vortices classiques, leur circulation est quantifiée, ce qui signifie qu'elle ne peut exister qu'en multiples entiers d'une unité fondamentale. Ces vortices constituent une manifestation macroscopique de la mécanique quantique, démontrant l'écoulement sans frottement du superfluide.量子渦（りょうしわ）とは、超流動体が回転させられたときに形成される、顕微鏡的に小さな渦である。古典的な流体の渦とは異なり、その循環（しゅんか）は量子化されており、基本単位の整数倍の値しかとらない。これらの渦は量子力学の巨視的（きょしか）な現れであり、超流動体の摩擦のない流れを示している。Квантованный вихрь — это микроскопический, дискретный вихревой поток, который образуется в сверхтекучих жидкостях, когда они начинают вращаться. В отличие от классических вихрей в жидкостях, циркуляция квантованных вихрей квантована, то есть может существовать только в целых кратных значениях фундаментальной единицы. Эти вихри являются макроскопическим проявлением квантовой механики, демонстрирующим трение в потоке сверхтекучей жидкости.Ein quantisierter Wirbel ist ein mikroskopisch kleiner, diskreter Wirbel, der in Suprafluiden entsteht, wenn diese in Rotation versetzt werden. Anders als klassische Flüssigkeitswirbel ist ihre Zirkulation quantisiert, das heißt, sie kann nur in ganzzahligen Vielfachen einer grundlegenden Einheit existieren. Diese Wirbel sind eine makroskopische Erscheinung der Quantenmechanik und demonstrieren den reibungslosen Fluss des Suprafluids.양자화된 소용돌이(quantized vortex)는 초유체가 회전할 때 형성되는 미시적이고 이산적인 소용돌이이다. 고전 유체의 소용돌이와 달리 이들의 순환은 양자화되어 있어 기본 단위의 정수 배수만 존재할 수 있다. 이러한 소용돌이는 양자역학의 거시적 표현이며, 초유체의 마찰이 없는 흐름을 보여준다.. Cuando un recipiente de helio superfluido se hace girar, en lugar de formar un remolino continuo como lo harían los líquidos normales, genera una serie de vórtices discretos y microscópicos, cada uno un pequeño, perfecto torbellino de superfluido en circulación. Estos vórtices están cuantizados, lo que significa que su fuerza y circulación solo pueden tomar valores específicos y discretos, una consecuencia directa de la naturaleza mecánico-cuántica del fluido a escala macroscópica.
Desafiando la gravedad: El efecto fuente
El flujo sin fricción de superfluid heliumObjectsuperfluid heliumSuperfluid helium refers to either helium-4 or helium-3 cooled to extreme cryogenic temperatures, where it exhibits superfluidity – a state of matter with zero viscosity and infinite thermal conductivity. This quantum fluid can flow without friction, climb container walls, and displays unique phenomena such as the fountain effect and quantized vortices.超流氦是指将氦-4或氦-3冷却到极低温的超低温条件下，表现出超流性的一种物质状态。这种量子流体具有零粘度和无限热导率，能够无摩擦流动，爬上容器壁，并表现出诸如喷泉效应和量子涡旋等独特现象。El helio superfluido se refiere al helio-4 o al helio-3 enfriados a temperaturas criogénicas extremas, donde manifiestan la superfluidez, un estado de la materia con viscosidad cero e infinita conductividad térmica. Este fluido cuántico puede fluir sin fricción, escalar las paredes de los recipientes y muestra fenómenos únicos, como el efecto fuente y vórtices cuantizados.يُشير الهليوم الفائق إلى الهليوم-4 أو الهليوم-3 المبرد إلى درجات حرارة منخفضة للغاية، حيث يظهر خاصية الفائقة السائلة وهي حالة للمادة تتميز بعدم وجود لزوجة وموصلية حرارية لا نهائية. هذا السائل الكمي يمكنه التدفق دون احتكاك، والصعود على جدران الحاويات، ويُظهر ظواهر فريدة مثل تأثير الحوض والدُوَرَانات الكمية.Hélio superfluido refere-se ao hélio-4 ou ao hélio-3 resfriado a temperaturas criogênicas extremas, onde ele exibe superfluidez – um estado da matéria com viscosidade zero e condutividade térmica infinita. Este fluido quântico pode fluir sem atrito, escalar paredes de recipientes e apresenta fenómenos únicos, como o efeito fonte e vórtices quantizados.अतिद्रव हीलियम या तो हीलियम-4 या हीलियम-3 को अत्यधिक शीतलन तापमान तक ठंडा करने पर प्राप्त होता है, जहां यह अतिद्रविता प्रदर्शित करता है - एक शून्य श्यान और अनंत ऊष्मीय चालकता वाला पदार्थ का अवस्था। यह क्वांटम द्रव घर्षण के बिना बह सकता है, बर्तन की दीवारों पर चढ़ सकता है और झार प्रभाव और मात्रात्मक वर्तिका जैसी अद्वितीय घटनाएं प्रदर्शित करता है।Helium superfluid merujuk pada helium-4 atau helium-3 yang didinginkan hingga suhu ekstrem kriogenik, di mana ia menunjukkan sifat superfluiditas—keadaan materi dengan viskositas nol dan konduktivitas termal tak terbatas. Cairan kuantum ini dapat mengalir tanpa gesekan, merayap naik dinding wadah, dan menunjukkan fenomena unik seperti efek sumber air mancur dan vorteks terkuantisasi.L'hélium superfluide désigne soit l'hélium-4, soit l'hélium-3 refroidi à des températures extrêmement cryogéniques, où il présente la superfluidité – un état de la matière caractérisé par une viscosité nulle et une conductivité thermique infinie. Ce fluide quantique peut s'écouler sans frottement, grimper le long des parois des récipients, et présente des phénomènes uniques tels que l'effet fontaine et les tourbillons quantifiés.超流動ヘリウムとは、ヘリウム4またはヘリウム3を極めて低い温度まで冷却したときに現れる超流動性を示す物質の状態を指す。この量子流体は粘性がゼロで、熱伝導度が無限大であり、摩擦なしに流れたり、容器の壁を登ったりすることができる。また、噴流効果や量子渦などの特異な現象を示す。Сверхтекучий гелий представляет собой либо гелий-4, либо гелий-3, охлажденный до экстремальных криогенных температур, где он проявляет сверхтекучесть – состояние вещества с нулевой вязкостью и бесконечной теплопроводностью. Этот квантовый флюид может течь без трения, подниматься по стенкам сосуда и демонстрировать уникальные явления, такие как фонтанный эффект и квантованные вихри.Unter superfluem Helium versteht man entweder Helium-4 oder Helium-3, das auf extreme tiefkalte Temperaturen abgekühlt wird, wodurch es Superfluidität aufweist – einen Materiezustand mit null Viskosität und unendlicher Wärmeleitfähigkeit. Dieses Quantenfluid kann reibungsfrei fließen, Behälterwände hinaufklettern und zeigt einzigartige Phänomene wie den Brunnenwirbel und quantisierte Wirbel.초유체 헬륨은 극저온 상태에서 초유체성이라는 특이한 물리적 상태를 보이는 헬륨-4 또는 헬륨-3를 말한다. 초유체성은 점성이 0이고 열전도도가 무한대인 상태로, 양자 유체의 특성이다. 이 물질은 마찰 없이 흐를 수 있으며 용기 벽을 타고 올라갈 수 있고, 분출 효과와 양자화된 소용돌이 현상과 같은 독특한 현상을 보인다. conduce a otros efectos espectaculares, siendo el más notable el "efecto fuente". Si un recipiente que contiene helio superfluido está equipado con un tapón poroso en la parte inferior y se calienta ligeramente, el componente superfluido fluirá hacia arriba a través del tapón y saldrá como una fuente. Esto ocurre porque el superfluido, al tener cero viscosidad, puede moverse hacia la región más cálida sin resistencia, escapando efectivamente del recipiente.
Más allá del helio, el concepto de superfluidez se extiende a otros entornos extremos. Se teoriza que los superfluidos existen en los núcleos de las estrellas de neutrones, donde los propios neutrones forman un fluido sin fricción, afectando la dinámica de rotación de la estrella. Algunas teorías especulativas incluso proponen un "vacío superfluido" como marco para la gravedad cuántica, sugiriendo que la propia trama del espacio-tiempo podría mostrar propiedades similares a las de un superfluido a niveles fundamentales.
Lo que aún no sabemos
A pesar de décadas de estudio, una teoría microscópica completa y unificada que describa todos los aspectos de la superfluidez, especialmente en sistemas exóticos o a temperaturas más altas, sigue siendo inalcanzable. Los mecanismos de transición en el punto Lambda están bien caracterizados fenomenológicamente, pero las interacciones cuánticas precisas que dan lugar a tal coherencia macroscópica aún están siendo refinadas.
También carecemos de una comprensión completa de cómo diseñar superfluidos a temperaturas más altas. Aunque el helio-3 alcanza la superfluidez a temperaturas aún más bajas que el helio-4 (requiriendo emparejamiento de fermiones), crear materiales que muestren estas propiedades sin fricción más cercanas a la temperatura ambiente podría desbloquear tecnologías transformadoras.
Y las implicaciones para la astrofísica, desde la dinámica interna de las estrellas de neutrones hasta las teorías especulativas sobre la materia oscura superfluida, siguen siendo en gran parte teóricas. La verificación experimental del comportamiento superfluido en estos contextos cósmicos presenta desafíos formidables.
La superfluidez es un recordatorio constante de que el universo, en su estado más frío y fundamental, alberga fenómenos que desafían nuestras intuiciones cotidianas, revelando un mundo cuántico que opera bajo reglas tanto extrañas como elegantes.
Resfrie o hélio líquido a apenas alguns graus do zero absoluto, e ele abandonará todo atrito. Esse bizarro estado quântico, conhecido como superfluidez, permite ao fluido defiar a gravidade, fluir perpetuamente e navegar por canais microscópicos como se eles não existissem.
Em 1937, uma revolução silenciosa na física se desenrolou quando dois grupos independentes de pesquisa observaram um fenômeno peculiar no hélio líquido. Em Moscou, Pyotr KapitsaPersonPyotr KapitsaA Soviet physicist, Pyotr Kapitsa was a pioneer in low-temperature physics. He was awarded the Nobel Prize in Physics in 1978 for his fundamental inventions and discoveries in the area of low-temperature physics. His 1937 observation of frictionless flow in liquid helium-4 was a pivotal discovery, marking the experimental identification of superfluidity.苏联物理学家彼得·卡皮察是低温物理领域的先驱。他因在低温物理领域的基础性发明和发现，于1978年获得诺贝尔物理学奖。他于1937年观察到液氦-4中无摩擦流动的现象，是一项关键性的发现，标志着超流性的实验确认。Físico soviético, Pyotr Kapitsa fue un pionero en física de bajas temperaturas. Fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1978 por sus invenciones y descubrimientos fundamentales en el área de la física de bajas temperaturas. Su observación en 1937 del flujo sin fricción en helio-4 líquido fue un descubrimiento crucial, marcando la identificación experimental de la superfluidez.فيزيائي سوفيتي، كان بيترو كابيتزا من пионير فيزياء درجات الحرارة المنخفضة. حصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1978 لابتكاراته واكتشافاته الأساسية في مجال فيزياء درجات الحرارة المنخفضة. كان ملاحظته عام 1937 لتدفق بدون احتكاك في الهليوم-4 سائلًا اكتشافًا محوريًا، يمثل تحديدًا تجريبيًا لظاهرة السوائل الفائقة.Um físico soviético, Pyotr Kapitsa foi pioneiro na física de baixas temperaturas. Foi agraciado com o Prêmio Nobel de Física em 1978 por suas invenções e descobertas fundamentais na área da física de baixas temperaturas. Sua observação, em 1937, do fluxo sem atrito no hélio-4 líquido foi uma descoberta fundamental, marcando a identificação experimental da superfluidez.एक सोवियत भौतिकविद, पिटर कैपित्सा निम्न तापमान भौतिकी में एक प्रारंभिक व्यक्ति थे। उन्हें 1978 में निम्न तापमान भौतिकी के क्षेत्र में उनके मूलभूत आविष्कारों और खोजों के लिए भौतिकी में नोबेल पुरस्कार दिया गया। उनकी 1937 में तरल हीलियम-4 में घर्षणरहित प्रवाह की खोज एक महत्वपूर्ण खोज थी, जिसने अतितरलता की प्रयोगात्मक पहचान को दर्शाया।Seorang fisikawan Soviet, Pyotr Kapitsa adalah seorang pionir dalam fisika suhu rendah. Ia dianugerahi Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1978 atas penemuan dan penemuan mendasarnya di bidang fisika suhu rendah. Pengamatan tahun 1937-nya mengenai aliran tanpa gesekan dalam helium cair-4 merupakan penemuan yang sangat penting, menandai identifikasi eksperimen tentang superfluiditas.Physicien soviétique, Pyotr Kapitsa fut un pionnier de la physique des basses températures. Il reçut le prix Nobel de physique en 1978 pour ses inventions et découvertes fondamentales dans le domaine de la physique des basses températures. Son observation en 1937 d'un écoulement sans frottement dans l'hélium-4 liquide constitua une découverte capitale, marquant l'identification expérimentale de la superfluidité.ソビエト連邦の物理学者、ピョートル・カピッツァは、低温物理学の先駆者である。1978年に低温物理学分野における基礎的な発明と発見に対して、物理学ノーベル賞を受賞した。1937年にヘリウム4液体における摩擦のない流れを観測したことは、超流動性の実験的同定という画期的な発見となった。Советский физик Пётр Капица был пионером в области физики низких температур. Он получил Нобелевскую премию по физике в 1978 году за фундаментальные изобретения и открытия в области физики низких температур. Его наблюдение в 1937 году трения в потоке жидкого гелия-4 стало ключевым открытием, обозначив экспериментальное определение сверхтекучести.Ein sowjetischer Physiker, Pyotr Kapiza, war ein Pionier auf dem Gebiet der Tieftemperaturphysik. Ihm wurde 1978 der Nobelpreis für Physik für seine grundlegenden Erfindungen und Entdeckungen auf dem Gebiet der Tieftemperaturphysik verliehen. Seine Beobachtung des reibungslosen Fließens von flüssigem Helium-4 im Jahr 1937 war eine wegweisende Entdeckung und markierte die experimentelle Identifizierung der Suprafluidität.소비에트 물리학자인 피ョ트르 카피차(Petr Kapitsa)는 저온 물리학 분야의 선구자였다. 그는 1978년 저온 물리학 분야에서 이루어낸 근본적인 발명과 발견으로 물리학 노벨상을 수상했다. 그는 1937년 헬륨-4 액체에서 마찰 없는 흐름을 관찰함으로써 초유체성의 실험적 확인이라는 중대한 발견을 하였다. detectou uma queda abrupta e dramática na resistência do líquido ao fluxo. Simultaneamente, em Cambridge, John F. Allen e Don Misener publicaram suas próprias observações, confirmando o que parecia impossível: o hélio-4, quando resfriado abaixo de uma temperatura específica, perdia toda a fricção interna.
Esta temperatura crítica, precisamente 2,17 Kelvin, tornou-se conhecida como Lambda pointConceptLambda pointThe Lambda point, specifically 2.17 Kelvin for helium-4, is the critical temperature below which liquid helium transitions into its superfluid state. Named for the lambda-shaped anomaly in its specific heat capacity, it marks a quantum phase transition where the liquid exhibits extraordinary properties like zero viscosity and infinite thermal conductivity.λ点，特别是氦-4的λ点为2.17开尔文，是液氦转变为超流态的关键温度。由于其比热容中出现类似希腊字母λ形状的异常，因此得名。它标志着一种量子相变，在此相变下，液体表现出诸如零粘度和无限热导率等非凡特性。El punto lambda, específicamente 2,17 kelvin para el helio-4, es la temperatura crítica por debajo de la cual el helio líquido se transforma en su estado superfluido. Nombrado por la anomalía en forma de lambda en su capacidad calorífica específica, marca una transición de fase cuántica donde el líquido muestra propiedades extraordinarias como viscosidad cero y conductividad térmica infinita.النقطة لامبدا، وهي 2.17 كلفن بالتحديد بالنسبة لليورانيوم-4، هي درجة الحرارة الحرجة تحتها يتحول الهليوم السائل إلى حالته الفائقة السائلة. سميت هذه النقطة نسبةً إلى الاستثناء الشبيه بالشكل لامبدا في سعته الحرارية النوعية، وهو ما يشير إلى انتقال كمومي في الطور حيث يظهر السائل خصائص استثنائية مثل لزوجة صفرية وموصلية حرارية لا نهائية.O ponto lambda, especificamente 2,17 kelvin para o hélio-4, é a temperatura crítica abaixo da qual o hélio líquido transiciona para seu estado superfluido. Nomeado pela anomalia em forma de lambda em sua capacidade térmica específica, marca uma transição de fase quântica na qual o líquido exibe propriedades extraordinárias, como viscosidade zero e condutividade térmica infinita.हीलियम-4 के लिए 2.17 केल्विन के लैम्ब्डा बिंदु तापमान के नीचे तरल हीलियम अपनी शुद्ध तरल अवस्था में परिवर्तित हो जाता है। इसकी विशिष्ट ऊष्मा क्षमता में लैम्ब्डा आकार की असामान्यता के लिए इसे नाम दिया गया है, जो एक क्वांटम अवस्था परिवर्तन को दर्शाता है जहाँ तरल शून्य श्यान और अनंत ऊष्मा चालकता जैसे असाधारण गुण प्रदर्शित करता है।Lambda point, secara khusus 2,17 Kelvin untuk helium-4, adalah suhu kritis di bawah mana helium cair berubah ke dalam keadaan superfluidanya. Dinamai berdasarkan anomali berbentuk lambda pada kapasitas kalor spesifiknya, titik ini menandai transisi fase kuantum di mana cairan menunjukkan sifat luar biasa seperti viskositas nol dan konduktivitas termal tak terbatas.Le point lambda, spécifiquement 2,17 kelvin pour l'hélium-4, est la température critique en dessous de laquelle l'hélium liquide entre dans son état de superfluide. Nommé d'après l'anomalie en forme de lambda de sa chaleur spécifique, il marque une transition de phase quantique où le liquide présente des propriétés extraordinaires telles que la viscosité nulle et la conductivité thermique infinie.ヘリウム4において2.17ケルビンとなるラムダ点とは、液体ヘリウムが超流動状態へと相転移する臨界温度である。この名称は、比熱容量に現れるラムダ文字（λ）に似た異常からつけられたもので、この点では液体がゼロの粘性や無限大の熱伝導率といった特異な性質を示す量子相転移を示している。Точка лямбда, в частности 2,17 Кельвина для гелия-4, это критическая температура, ниже которой жидкий гелий переходит в сверхтекучее состояние. Названная в честь аномалии в форме буквы лямбда в его удельной теплоемкости, она обозначает квантовый фазовый переход, при котором жидкость проявляет необычайные свойства, такие как нулевая вязкость и бесконечная теплопроводность.Der Lambda-Punkt, spezifisch 2,17 Kelvin für Helium-4, ist die kritische Temperatur, unterhalb derer flüssiges Helium in seinen Suprafluidzustand übergeht. Benannt nach der lambda-förmigen Anomalie in seiner spezifischen Wärmekapazität, markiert er einen quantenmechanischen Phasenübergang, bei dem die Flüssigkeit außergewöhnliche Eigenschaften wie Nullviskosität und unendliche Wärmeleitfähigkeit zeigt.헬륨-4의 경우 2.17 켈빈인 람다 포인트(lambda point)는 액체 헬륨이 초유체 상태로 전이하는 임계 온도이다. 이는 비열 용량에서 나타나는 람다 모양의 이상 현상에서 유래한 이름이다. 이 포인트는 액체가 제로 비점도와 무한한 열전도도와 같은 뛰어난 특성을 보이는 양자 상전이를 나타낸다. devido à anomalia em forma de lambda observada em sua capacidade térmica específica. Abaixo desse limiar, o hélio líquido-4 entra em um estado em que seu viscosityConceptViscosityA measure of a fluid's resistance to flow. High-viscosity fluids flow slowly (like honey), while low-viscosity fluids flow easily (like water). The incredibly high viscosity of glass at room temperature prevents any observable flow over human timescales, debunking the myth of flowing cathedral windows.粘度是衡量流体流动阻力的指标。高粘度流体流动缓慢（如蜂蜜），而低粘度流体则流动顺畅（如水）。玻璃在常温下具有极高的粘度，以至于在人类的时间尺度上无法观察到其流动，从而破除了大教堂窗户会流动的神话。Una medida de la resistencia de un fluido al flujo. Los fluidos de alta viscosidad fluyen lentamente (como la miel), mientras que los fluidos de baja viscosidad fluyen con facilidad (como el agua). La viscosidad extremadamente alta del vidrio a temperatura ambiente impide cualquier flujo observable a escalas de tiempo humanas, desmintiendo el mito del flujo de las ventanas de las catedrales.مقياس مقاومة سائل لانسيابه. تتحرك السوائل ذات اللزوجة العالية ببطء (مثل العسل)، بينما تنساب السوائل ذات اللزوجة المنخفضة بسهولة (مثل الماء). تمنع اللزوجة العالية جداً للزجاج في درجة حرارة الغرفة أي تدفق ملاحظ على مدار مدة الحياة البشرية، مما ينفي أسطورة تدفق نوافذ الكاتدرائيات.Viscosidade é uma medida da resistência de um fluido ao escoamento. Fluidos de alta viscosidade escoam-se lentamente (como o mel), enquanto fluidos de baixa viscosidade escoam-se facilmente (como a água). A viscosidade extremamente alta do vidro à temperatura ambiente impede qualquer escoamento perceptível em escalas de tempo humanas, desmentindo o mito do escoamento das janelas das catedrais.एक तरल पदार्थ के प्रवाह के प्रति प्रतिरोध की माप। उच्च श्यानता वाले तरल धीरे-धीरे प्रवाहित होते हैं (जैसे मधु), जबकि कम श्यानता वाले तरल आसानी से प्रवाहित होते हैं (जैसे पानी)। कमरे के तापमान पर कांच की अत्यधिक उच्च श्यानता मनुष्य के समय पैमाने पर कोई दृश्यमान प्रवाह रोक देती है, जो ध्वनि के चर्च खिड़कियों के प्रवाह के मिथक को तोड़ देती है।Viskositas adalah ukuran hambatan fluida terhadap alirannya. Fluida dengan viskositas tinggi mengalir lambat (seperti madu), sedangkan fluida dengan viskositas rendah mengalir dengan mudah (seperti air). Viskositas yang sangat tinggi dari kaca pada suhu kamar mencegah aliran yang dapat diamati dalam skala waktu manusia, membantah mitos tentang jendela katedral yang mengalir.La viscosité est une mesure de la résistance d'un fluide au mouvement. Les fluides à haute viscosité s'écoulent lentement (comme le miel), tandis que les fluides à faible viscosité s'écoulent facilement (comme l'eau). La viscosité extrêmement élevée du verre à température ambiante empêche tout écoulement observable sur des échelles de temps humaines, réfutant ainsi le mythe des vitraux d'églises qui s'écouleraient.流体の流れに対する抵抗を測定する尺度である。高粘度の流体はゆっくりとしか流れず（例：はちみつ）、低粘度の流体は容易に流れる（例：水）。常温下でのガラスの非常に高い粘度は、人間の時間スケールでの観測可能な流れを妨げており、カテドラルの窓が流れるとする誤解を覆している。Вязкость — это мера сопротивления жидкости течению. Жидкости с высокой вязкостью текут медленно (например, как мёд), тогда как жидкости с низкой вязкостью текут легко (например, как вода). Необычайно высокая вязкость стекла при комнатной температуре препятствует наблюдаемому течению за человеческие временные масштабы, опровергая миф о текущих витражных окнах.Ein Maß für den Widerstand einer Flüssigkeit gegen die Strömung. Flüssigkeiten mit hoher Viskosität fließen langsam (wie Honig), während Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität leicht fließen (wie Wasser). Die unglaublich hohe Viskosität von Glas bei Raumtemperatur verhindert jede beobachtbare Strömung innerhalb menschlicher Zeitskalen, was das Gerücht über die Strömung von Kathedralfenstern widerlegt.유체가 흐르는 데 저항하는 정도를 나타내는 척도이다. 높은 점도를 가진 유체는 느리게 흐르며(예: 꿀), 낮은 점도를 가진 유체는 쉽게 흐른다(예: 물). 실온에서 유리의 극도로 높은 점도는 인간의 시간 기준에서 관찰 가능한 흐름을 막아, 성당 창문이 흐른다는 미신을 반박한다., sua resistência ao esforço cisalhante, desaparece totalmente. Isso significava que ele poderia fluir através dos capilares mais minúsculos sem nenhuma impedância, e, se posto em movimento, continuaria a circular indefinidamente, um movimento duradouro inédito nos fluidos clássicos.
O Modelo de Dois Fluidos e Vórtices Quânticos
Para explicar essas propriedades contraintuitivas, o físico Lev Landau propôs um modelo de dois fluidos. Ele postulou que, abaixo do ponto Lambda, o hélio líquido-4 comporta-se como se consistisse de dois componentes interpenetrantes: um componente de fluido normal, exibindo propriedades viscosas comuns, e um componente superfluido, com viscosidade zero e condutividade térmica infinita. À medida que a temperatura cai ainda mais em direção ao zero absoluto, a proporção do componente superfluido aumenta, dominando o comportamento do líquido.
Uma das manifestações mais impressionantes desse estado de viscosidade zero é a formação de quantized vortexConceptquantized vortexA quantized vortex is a microscopic, discrete whirlpool that forms in superfluids when they are set into rotation. Unlike classical fluid vortices, their circulation is quantized, meaning it can only exist in integer multiples of a fundamental unit. These vortices are a macroscopic manifestation of quantum mechanics, demonstrating the frictionless flow of the superfluid.量子涡旋是在超流体旋转时形成的一种微观、离散的漩涡。与经典流体涡旋不同，它们的环量是量子化的，也就是说，只能以某个基本单位的整数倍存在。这些涡旋是量子力学的宏观表现，展示了超流体的无摩擦流动。Un vórtice cuantizado es un minúsculo remolino discreto que se forma en superfluidos cuando se les pone en rotación. A diferencia de los vórtices en fluidos clásicos, su circulación está cuantizada, lo que significa que solo puede existir en múltiplos enteros de una unidad fundamental. Estos vórtices son una manifestación macroscópica de la mecánica cuántica, demostrando el flujo sin fricción del superfluido.الدودة الكمومية هي دوامة صغيرة الحجم ومتقطعة تتشكل في السوائل الفائقة عند تحريكها. على عكس الدوامات الكلاسيكية، فإن تدفقها الدوامي مكموم، أي أنه يمكن أن يتخذ قيمًا مضاعفة صحيحة لوحدة أساسية. هذه الدوامات هي تجلي واسع النطاق لآليات الكم، تُظهر التدفق الخالي من الاحتكاك في السائل الفائق.Um vórtice quantizado é um redemoinho microscópico e discreto que se forma em superflúidos quando estes são postos a girar. Ao contrário dos vórtices em fluidos clássicos, a circulação destes é quantizada, significando que só pode existir em múltiplos inteiros de uma unidade fundamental. Estes vórtices são uma manifestação macroscópica da mecânica quântica, demonstrando o fluxo sem atrito do superfluido.एक क्वांटीकृत वर्तिका (क्वांटम वर्तिका) एक अत्यधिक सूक्ष्म, अलग-अलग चक्र है जो अतिसुगम द्रवों (सुपरफ्लूइड्स) में घूर्णन कराए जाने पर बनता है। इनकी परिसंचरण (सर्कुलेशन) क्वांटीकृत होता है, जिसका अर्थ है कि यह केवल एक मूल इकाई के पूर्णांक गुणकों में ही अस्तित्व में हो सकता है। ये वर्तिकाएँ क्वांटम यांत्रिकी के एक दृश्य प्रकटीकरण का निरूपण करती हैं, जो अतिसुगम द्रव के घर्षणहीन प्रवाह को दर्शाती हैं।Sebuah vorteks kuantum adalah pusaran mikroskopis yang terbentuk dalam superfluida ketika mereka diputar. Berbeda dengan vorteks fluida klasik, sirkulasinya bersifat terkuantisasi, artinya hanya dapat ada dalam kelipatan bilangan bulat dari unit dasar. Vorteks-vorteks ini merupakan manifestasi makroskopis dari mekanika kuantum, menunjukkan aliran tanpa gesekan dari superfluida tersebut.Un vortex quantifié est un tourbillon microscopique et discret qui se forme dans les superfluides lorsqu'ils sont mis en rotation. Contrairement aux vortices classiques, leur circulation est quantifiée, ce qui signifie qu'elle ne peut exister qu'en multiples entiers d'une unité fondamentale. Ces vortices constituent une manifestation macroscopique de la mécanique quantique, démontrant l'écoulement sans frottement du superfluide.量子渦（りょうしわ）とは、超流動体が回転させられたときに形成される、顕微鏡的に小さな渦である。古典的な流体の渦とは異なり、その循環（しゅんか）は量子化されており、基本単位の整数倍の値しかとらない。これらの渦は量子力学の巨視的（きょしか）な現れであり、超流動体の摩擦のない流れを示している。Квантованный вихрь — это микроскопический, дискретный вихревой поток, который образуется в сверхтекучих жидкостях, когда они начинают вращаться. В отличие от классических вихрей в жидкостях, циркуляция квантованных вихрей квантована, то есть может существовать только в целых кратных значениях фундаментальной единицы. Эти вихри являются макроскопическим проявлением квантовой механики, демонстрирующим трение в потоке сверхтекучей жидкости.Ein quantisierter Wirbel ist ein mikroskopisch kleiner, diskreter Wirbel, der in Suprafluiden entsteht, wenn diese in Rotation versetzt werden. Anders als klassische Flüssigkeitswirbel ist ihre Zirkulation quantisiert, das heißt, sie kann nur in ganzzahligen Vielfachen einer grundlegenden Einheit existieren. Diese Wirbel sind eine makroskopische Erscheinung der Quantenmechanik und demonstrieren den reibungslosen Fluss des Suprafluids.양자화된 소용돌이(quantized vortex)는 초유체가 회전할 때 형성되는 미시적이고 이산적인 소용돌이이다. 고전 유체의 소용돌이와 달리 이들의 순환은 양자화되어 있어 기본 단위의 정수 배수만 존재할 수 있다. 이러한 소용돌이는 양자역학의 거시적 표현이며, 초유체의 마찰이 없는 흐름을 보여준다.. Quando um recipiente de hélio superfluido é girado, em vez de formar um redemoinho contínuo como os líquidos comuns, ele gera uma série de vórtices discretos e microscópicos, cada um um pequeno, perfeito tornadinho de superfluido em circulação. Esses vórtices são quantizados, significando que sua força e circulação só podem assumir valores específicos e discretos, uma consequência direta da natureza mecânica quântica do fluido em uma escala macroscópica.
Defiando a Gravidade: O Efeito Fonte
O fluxo sem atrito de superfluid heliumObjectsuperfluid heliumSuperfluid helium refers to either helium-4 or helium-3 cooled to extreme cryogenic temperatures, where it exhibits superfluidity – a state of matter with zero viscosity and infinite thermal conductivity. This quantum fluid can flow without friction, climb container walls, and displays unique phenomena such as the fountain effect and quantized vortices.超流氦是指将氦-4或氦-3冷却到极低温的超低温条件下，表现出超流性的一种物质状态。这种量子流体具有零粘度和无限热导率，能够无摩擦流动，爬上容器壁，并表现出诸如喷泉效应和量子涡旋等独特现象。El helio superfluido se refiere al helio-4 o al helio-3 enfriados a temperaturas criogénicas extremas, donde manifiestan la superfluidez, un estado de la materia con viscosidad cero e infinita conductividad térmica. Este fluido cuántico puede fluir sin fricción, escalar las paredes de los recipientes y muestra fenómenos únicos, como el efecto fuente y vórtices cuantizados.يُشير الهليوم الفائق إلى الهليوم-4 أو الهليوم-3 المبرد إلى درجات حرارة منخفضة للغاية، حيث يظهر خاصية الفائقة السائلة وهي حالة للمادة تتميز بعدم وجود لزوجة وموصلية حرارية لا نهائية. هذا السائل الكمي يمكنه التدفق دون احتكاك، والصعود على جدران الحاويات، ويُظهر ظواهر فريدة مثل تأثير الحوض والدُوَرَانات الكمية.Hélio superfluido refere-se ao hélio-4 ou ao hélio-3 resfriado a temperaturas criogênicas extremas, onde ele exibe superfluidez – um estado da matéria com viscosidade zero e condutividade térmica infinita. Este fluido quântico pode fluir sem atrito, escalar paredes de recipientes e apresenta fenómenos únicos, como o efeito fonte e vórtices quantizados.अतिद्रव हीलियम या तो हीलियम-4 या हीलियम-3 को अत्यधिक शीतलन तापमान तक ठंडा करने पर प्राप्त होता है, जहां यह अतिद्रविता प्रदर्शित करता है - एक शून्य श्यान और अनंत ऊष्मीय चालकता वाला पदार्थ का अवस्था। यह क्वांटम द्रव घर्षण के बिना बह सकता है, बर्तन की दीवारों पर चढ़ सकता है और झार प्रभाव और मात्रात्मक वर्तिका जैसी अद्वितीय घटनाएं प्रदर्शित करता है।Helium superfluid merujuk pada helium-4 atau helium-3 yang didinginkan hingga suhu ekstrem kriogenik, di mana ia menunjukkan sifat superfluiditas—keadaan materi dengan viskositas nol dan konduktivitas termal tak terbatas. Cairan kuantum ini dapat mengalir tanpa gesekan, merayap naik dinding wadah, dan menunjukkan fenomena unik seperti efek sumber air mancur dan vorteks terkuantisasi.L'hélium superfluide désigne soit l'hélium-4, soit l'hélium-3 refroidi à des températures extrêmement cryogéniques, où il présente la superfluidité – un état de la matière caractérisé par une viscosité nulle et une conductivité thermique infinie. Ce fluide quantique peut s'écouler sans frottement, grimper le long des parois des récipients, et présente des phénomènes uniques tels que l'effet fontaine et les tourbillons quantifiés.超流動ヘリウムとは、ヘリウム4またはヘリウム3を極めて低い温度まで冷却したときに現れる超流動性を示す物質の状態を指す。この量子流体は粘性がゼロで、熱伝導度が無限大であり、摩擦なしに流れたり、容器の壁を登ったりすることができる。また、噴流効果や量子渦などの特異な現象を示す。Сверхтекучий гелий представляет собой либо гелий-4, либо гелий-3, охлажденный до экстремальных криогенных температур, где он проявляет сверхтекучесть – состояние вещества с нулевой вязкостью и бесконечной теплопроводностью. Этот квантовый флюид может течь без трения, подниматься по стенкам сосуда и демонстрировать уникальные явления, такие как фонтанный эффект и квантованные вихри.Unter superfluem Helium versteht man entweder Helium-4 oder Helium-3, das auf extreme tiefkalte Temperaturen abgekühlt wird, wodurch es Superfluidität aufweist – einen Materiezustand mit null Viskosität und unendlicher Wärmeleitfähigkeit. Dieses Quantenfluid kann reibungsfrei fließen, Behälterwände hinaufklettern und zeigt einzigartige Phänomene wie den Brunnenwirbel und quantisierte Wirbel.초유체 헬륨은 극저온 상태에서 초유체성이라는 특이한 물리적 상태를 보이는 헬륨-4 또는 헬륨-3를 말한다. 초유체성은 점성이 0이고 열전도도가 무한대인 상태로, 양자 유체의 특성이다. 이 물질은 마찰 없이 흐를 수 있으며 용기 벽을 타고 올라갈 수 있고, 분출 효과와 양자화된 소용돌이 현상과 같은 독특한 현상을 보인다. leva a outros efeitos espetaculares, notavelmente o "efeito fonte". Se um recipiente contendo hélio superfluido estiver equipado com uma tampa porosa na base e for aquecido levemente, o componente superfluido fluirá para cima através da tampa e jorrar como uma fonte. Isso ocorre porque o superfluido, com viscosidade zero, pode se mover em direção à região mais quente sem resistência, escapando efetivamente do recipiente.
Além do hélio, o conceito de superfluididade se estende a outros ambientes extremos. Superfluidos são teorizados para existir nos núcleos de estrelas de nêutrons, onde os próprios nêutrons formam um fluido sem atrito, impactando a dinâmica de rotação da estrela. Algumas teorias especulativas propõem até mesmo um "vácuo superfluido" como um quadro para a gravidade quântica, sugerindo que a própria estrutura do espaço-tempo poderia exibir propriedades semelhantes a uma superfluido em níveis fundamentais.
O que ainda não sabemos
Apesar de décadas de estudo, uma teoria microscópica completa e unificada que descreva todos os aspectos da superfluididade, especialmente em sistemas exóticos ou em temperaturas mais altas, ainda permanece elusiva. Os mecanismos de transição no ponto Lambda são bem caracterizados fenomenologicamente, mas as interações quânticas precisas que dão origem a tal coerência macroscópica ainda estão sendo refinadas.
Também não temos uma compreensão completa de como engenhar superfluidos em temperaturas mais altas. Embora o hélio-3 alcance a superfluididade em temperaturas ainda mais baixas que o hélio-4 (requerendo pares de férmions), criar materiais que exibam essas propriedades sem atrito mais próximos da temperatura ambiente poderia liberar tecnologias transformadoras.
E as implicações para a astrofísica, da dinâmica interna das estrelas de nêutrons às teorias especulativas de matéria escura superfluido, ainda são amplamente teóricas. A verificação experimental do comportamento superfluido nesses contextos cósmicos apresenta desafios formidáveis.
A superfluididade é um constante lembrete de que o universo, em seu estado mais frio e fundamental, contém fenômenos que desafiam nossas intuições cotidianas, revelando um mundo quântico regido por regras tanto estranhas quanto elegantes.
يُبرَّد الهليوم السائل بدرجة تكاد تكون مُقارِبة للصفر المطلق، فيُقدِّم كل مُقاومة للحركة. هذا الحالة الكمومية الغريبة، المعروفة باسم "السوائلية"، تسمح للسائل بأن يُناقض الجاذبية، ويتدفق بلا انقطاع، ويمر عبر قنوات دقيقة كأنها غير موجودة.
في عام 1937، شهدت الفيزياء ثورة هادئة حيث لاحظت مجموعتان بحثيتان مستقلتان ظاهرة غريبة في الهليوم السائل. في موسكو، Pyotr KapitsaPersonPyotr KapitsaA Soviet physicist, Pyotr Kapitsa was a pioneer in low-temperature physics. He was awarded the Nobel Prize in Physics in 1978 for his fundamental inventions and discoveries in the area of low-temperature physics. His 1937 observation of frictionless flow in liquid helium-4 was a pivotal discovery, marking the experimental identification of superfluidity.苏联物理学家彼得·卡皮察是低温物理领域的先驱。他因在低温物理领域的基础性发明和发现，于1978年获得诺贝尔物理学奖。他于1937年观察到液氦-4中无摩擦流动的现象，是一项关键性的发现，标志着超流性的实验确认。Físico soviético, Pyotr Kapitsa fue un pionero en física de bajas temperaturas. Fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1978 por sus invenciones y descubrimientos fundamentales en el área de la física de bajas temperaturas. Su observación en 1937 del flujo sin fricción en helio-4 líquido fue un descubrimiento crucial, marcando la identificación experimental de la superfluidez.فيزيائي سوفيتي، كان بيترو كابيتزا من пионير فيزياء درجات الحرارة المنخفضة. حصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1978 لابتكاراته واكتشافاته الأساسية في مجال فيزياء درجات الحرارة المنخفضة. كان ملاحظته عام 1937 لتدفق بدون احتكاك في الهليوم-4 سائلًا اكتشافًا محوريًا، يمثل تحديدًا تجريبيًا لظاهرة السوائل الفائقة.Um físico soviético, Pyotr Kapitsa foi pioneiro na física de baixas temperaturas. Foi agraciado com o Prêmio Nobel de Física em 1978 por suas invenções e descobertas fundamentais na área da física de baixas temperaturas. Sua observação, em 1937, do fluxo sem atrito no hélio-4 líquido foi uma descoberta fundamental, marcando a identificação experimental da superfluidez.एक सोवियत भौतिकविद, पिटर कैपित्सा निम्न तापमान भौतिकी में एक प्रारंभिक व्यक्ति थे। उन्हें 1978 में निम्न तापमान भौतिकी के क्षेत्र में उनके मूलभूत आविष्कारों और खोजों के लिए भौतिकी में नोबेल पुरस्कार दिया गया। उनकी 1937 में तरल हीलियम-4 में घर्षणरहित प्रवाह की खोज एक महत्वपूर्ण खोज थी, जिसने अतितरलता की प्रयोगात्मक पहचान को दर्शाया।Seorang fisikawan Soviet, Pyotr Kapitsa adalah seorang pionir dalam fisika suhu rendah. Ia dianugerahi Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1978 atas penemuan dan penemuan mendasarnya di bidang fisika suhu rendah. Pengamatan tahun 1937-nya mengenai aliran tanpa gesekan dalam helium cair-4 merupakan penemuan yang sangat penting, menandai identifikasi eksperimen tentang superfluiditas.Physicien soviétique, Pyotr Kapitsa fut un pionnier de la physique des basses températures. Il reçut le prix Nobel de physique en 1978 pour ses inventions et découvertes fondamentales dans le domaine de la physique des basses températures. Son observation en 1937 d'un écoulement sans frottement dans l'hélium-4 liquide constitua une découverte capitale, marquant l'identification expérimentale de la superfluidité.ソビエト連邦の物理学者、ピョートル・カピッツァは、低温物理学の先駆者である。1978年に低温物理学分野における基礎的な発明と発見に対して、物理学ノーベル賞を受賞した。1937年にヘリウム4液体における摩擦のない流れを観測したことは、超流動性の実験的同定という画期的な発見となった。Советский физик Пётр Капица был пионером в области физики низких температур. Он получил Нобелевскую премию по физике в 1978 году за фундаментальные изобретения и открытия в области физики низких температур. Его наблюдение в 1937 году трения в потоке жидкого гелия-4 стало ключевым открытием, обозначив экспериментальное определение сверхтекучести.Ein sowjetischer Physiker, Pyotr Kapiza, war ein Pionier auf dem Gebiet der Tieftemperaturphysik. Ihm wurde 1978 der Nobelpreis für Physik für seine grundlegenden Erfindungen und Entdeckungen auf dem Gebiet der Tieftemperaturphysik verliehen. Seine Beobachtung des reibungslosen Fließens von flüssigem Helium-4 im Jahr 1937 war eine wegweisende Entdeckung und markierte die experimentelle Identifizierung der Suprafluidität.소비에트 물리학자인 피ョ트르 카피차(Petr Kapitsa)는 저온 물리학 분야의 선구자였다. 그는 1978년 저온 물리학 분야에서 이루어낸 근본적인 발명과 발견으로 물리학 노벨상을 수상했다. 그는 1937년 헬륨-4 액체에서 마찰 없는 흐름을 관찰함으로써 초유체성의 실험적 확인이라는 중대한 발견을 하였다. اكتشفت انخفاضًا مفاجئًا وملحوظًا في مقاومة السائل لتدفقه. في الوقت نفسه، نشر جون إف. ألين ودون ميسنر في كامبريدج ملاحظاتهما الخاصة، مؤكدين ما بدا مستحيلاً: الهليوم-4، عندما يبرد تحت درجة حرارة معينة، يفقد كل الاحتكاك الداخلي.
هاتين الدرجتين الحراريتين الحرجتين، المحددة بدقة 2.17 كلفن، أصبحت معروفة باسم Lambda pointConceptLambda pointThe Lambda point, specifically 2.17 Kelvin for helium-4, is the critical temperature below which liquid helium transitions into its superfluid state. Named for the lambda-shaped anomaly in its specific heat capacity, it marks a quantum phase transition where the liquid exhibits extraordinary properties like zero viscosity and infinite thermal conductivity.λ点，特别是氦-4的λ点为2.17开尔文，是液氦转变为超流态的关键温度。由于其比热容中出现类似希腊字母λ形状的异常，因此得名。它标志着一种量子相变，在此相变下，液体表现出诸如零粘度和无限热导率等非凡特性。El punto lambda, específicamente 2,17 kelvin para el helio-4, es la temperatura crítica por debajo de la cual el helio líquido se transforma en su estado superfluido. Nombrado por la anomalía en forma de lambda en su capacidad calorífica específica, marca una transición de fase cuántica donde el líquido muestra propiedades extraordinarias como viscosidad cero y conductividad térmica infinita.النقطة لامبدا، وهي 2.17 كلفن بالتحديد بالنسبة لليورانيوم-4، هي درجة الحرارة الحرجة تحتها يتحول الهليوم السائل إلى حالته الفائقة السائلة. سميت هذه النقطة نسبةً إلى الاستثناء الشبيه بالشكل لامبدا في سعته الحرارية النوعية، وهو ما يشير إلى انتقال كمومي في الطور حيث يظهر السائل خصائص استثنائية مثل لزوجة صفرية وموصلية حرارية لا نهائية.O ponto lambda, especificamente 2,17 kelvin para o hélio-4, é a temperatura crítica abaixo da qual o hélio líquido transiciona para seu estado superfluido. Nomeado pela anomalia em forma de lambda em sua capacidade térmica específica, marca uma transição de fase quântica na qual o líquido exibe propriedades extraordinárias, como viscosidade zero e condutividade térmica infinita.हीलियम-4 के लिए 2.17 केल्विन के लैम्ब्डा बिंदु तापमान के नीचे तरल हीलियम अपनी शुद्ध तरल अवस्था में परिवर्तित हो जाता है। इसकी विशिष्ट ऊष्मा क्षमता में लैम्ब्डा आकार की असामान्यता के लिए इसे नाम दिया गया है, जो एक क्वांटम अवस्था परिवर्तन को दर्शाता है जहाँ तरल शून्य श्यान और अनंत ऊष्मा चालकता जैसे असाधारण गुण प्रदर्शित करता है।Lambda point, secara khusus 2,17 Kelvin untuk helium-4, adalah suhu kritis di bawah mana helium cair berubah ke dalam keadaan superfluidanya. Dinamai berdasarkan anomali berbentuk lambda pada kapasitas kalor spesifiknya, titik ini menandai transisi fase kuantum di mana cairan menunjukkan sifat luar biasa seperti viskositas nol dan konduktivitas termal tak terbatas.Le point lambda, spécifiquement 2,17 kelvin pour l'hélium-4, est la température critique en dessous de laquelle l'hélium liquide entre dans son état de superfluide. Nommé d'après l'anomalie en forme de lambda de sa chaleur spécifique, il marque une transition de phase quantique où le liquide présente des propriétés extraordinaires telles que la viscosité nulle et la conductivité thermique infinie.ヘリウム4において2.17ケルビンとなるラムダ点とは、液体ヘリウムが超流動状態へと相転移する臨界温度である。この名称は、比熱容量に現れるラムダ文字（λ）に似た異常からつけられたもので、この点では液体がゼロの粘性や無限大の熱伝導率といった特異な性質を示す量子相転移を示している。Точка лямбда, в частности 2,17 Кельвина для гелия-4, это критическая температура, ниже которой жидкий гелий переходит в сверхтекучее состояние. Названная в честь аномалии в форме буквы лямбда в его удельной теплоемкости, она обозначает квантовый фазовый переход, при котором жидкость проявляет необычайные свойства, такие как нулевая вязкость и бесконечная теплопроводность.Der Lambda-Punkt, spezifisch 2,17 Kelvin für Helium-4, ist die kritische Temperatur, unterhalb derer flüssiges Helium in seinen Suprafluidzustand übergeht. Benannt nach der lambda-förmigen Anomalie in seiner spezifischen Wärmekapazität, markiert er einen quantenmechanischen Phasenübergang, bei dem die Flüssigkeit außergewöhnliche Eigenschaften wie Nullviskosität und unendliche Wärmeleitfähigkeit zeigt.헬륨-4의 경우 2.17 켈빈인 람다 포인트(lambda point)는 액체 헬륨이 초유체 상태로 전이하는 임계 온도이다. 이는 비열 용량에서 나타나는 람다 모양의 이상 현상에서 유래한 이름이다. 이 포인트는 액체가 제로 비점도와 무한한 열전도도와 같은 뛰어난 특성을 보이는 양자 상전이를 나타낸다. بسبب الاستثناء الشبيه بحرف اللامبدا الملاحظ في سعته الحرارية. تحت هذا الحد، يدخل الهليوم السائل-4 حالة تختفي فيها viscosityConceptViscosityA measure of a fluid's resistance to flow. High-viscosity fluids flow slowly (like honey), while low-viscosity fluids flow easily (like water). The incredibly high viscosity of glass at room temperature prevents any observable flow over human timescales, debunking the myth of flowing cathedral windows.粘度是衡量流体流动阻力的指标。高粘度流体流动缓慢（如蜂蜜），而低粘度流体则流动顺畅（如水）。玻璃在常温下具有极高的粘度，以至于在人类的时间尺度上无法观察到其流动，从而破除了大教堂窗户会流动的神话。Una medida de la resistencia de un fluido al flujo. Los fluidos de alta viscosidad fluyen lentamente (como la miel), mientras que los fluidos de baja viscosidad fluyen con facilidad (como el agua). La viscosidad extremadamente alta del vidrio a temperatura ambiente impide cualquier flujo observable a escalas de tiempo humanas, desmintiendo el mito del flujo de las ventanas de las catedrales.مقياس مقاومة سائل لانسيابه. تتحرك السوائل ذات اللزوجة العالية ببطء (مثل العسل)، بينما تنساب السوائل ذات اللزوجة المنخفضة بسهولة (مثل الماء). تمنع اللزوجة العالية جداً للزجاج في درجة حرارة الغرفة أي تدفق ملاحظ على مدار مدة الحياة البشرية، مما ينفي أسطورة تدفق نوافذ الكاتدرائيات.Viscosidade é uma medida da resistência de um fluido ao escoamento. Fluidos de alta viscosidade escoam-se lentamente (como o mel), enquanto fluidos de baixa viscosidade escoam-se facilmente (como a água). A viscosidade extremamente alta do vidro à temperatura ambiente impede qualquer escoamento perceptível em escalas de tempo humanas, desmentindo o mito do escoamento das janelas das catedrais.एक तरल पदार्थ के प्रवाह के प्रति प्रतिरोध की माप। उच्च श्यानता वाले तरल धीरे-धीरे प्रवाहित होते हैं (जैसे मधु), जबकि कम श्यानता वाले तरल आसानी से प्रवाहित होते हैं (जैसे पानी)। कमरे के तापमान पर कांच की अत्यधिक उच्च श्यानता मनुष्य के समय पैमाने पर कोई दृश्यमान प्रवाह रोक देती है, जो ध्वनि के चर्च खिड़कियों के प्रवाह के मिथक को तोड़ देती है।Viskositas adalah ukuran hambatan fluida terhadap alirannya. Fluida dengan viskositas tinggi mengalir lambat (seperti madu), sedangkan fluida dengan viskositas rendah mengalir dengan mudah (seperti air). Viskositas yang sangat tinggi dari kaca pada suhu kamar mencegah aliran yang dapat diamati dalam skala waktu manusia, membantah mitos tentang jendela katedral yang mengalir.La viscosité est une mesure de la résistance d'un fluide au mouvement. Les fluides à haute viscosité s'écoulent lentement (comme le miel), tandis que les fluides à faible viscosité s'écoulent facilement (comme l'eau). La viscosité extrêmement élevée du verre à température ambiante empêche tout écoulement observable sur des échelles de temps humaines, réfutant ainsi le mythe des vitraux d'églises qui s'écouleraient.流体の流れに対する抵抗を測定する尺度である。高粘度の流体はゆっくりとしか流れず（例：はちみつ）、低粘度の流体は容易に流れる（例：水）。常温下でのガラスの非常に高い粘度は、人間の時間スケールでの観測可能な流れを妨げており、カテドラルの窓が流れるとする誤解を覆している。Вязкость — это мера сопротивления жидкости течению. Жидкости с высокой вязкостью текут медленно (например, как мёд), тогда как жидкости с низкой вязкостью текут легко (например, как вода). Необычайно высокая вязкость стекла при комнатной температуре препятствует наблюдаемому течению за человеческие временные масштабы, опровергая миф о текущих витражных окнах.Ein Maß für den Widerstand einer Flüssigkeit gegen die Strömung. Flüssigkeiten mit hoher Viskosität fließen langsam (wie Honig), während Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität leicht fließen (wie Wasser). Die unglaublich hohe Viskosität von Glas bei Raumtemperatur verhindert jede beobachtbare Strömung innerhalb menschlicher Zeitskalen, was das Gerücht über die Strömung von Kathedralfenstern widerlegt.유체가 흐르는 데 저항하는 정도를 나타내는 척도이다. 높은 점도를 가진 유체는 느리게 흐르며(예: 꿀), 낮은 점도를 가진 유체는 쉽게 흐른다(예: 물). 실온에서 유리의 극도로 높은 점도는 인간의 시간 기준에서 관찰 가능한 흐름을 막아, 성당 창문이 흐른다는 미신을 반박한다.، مقاومته للجهد القصي، تمامًا. وهذا يعني أنه يمكنه الانتقال عبر أضيق المجاري دون أي عائق، وإذا بدأ بالحركة، فإنه سيستمر في الدوران إلى الأبد، حركة مستمرة لم تُرَ من قبل في السوائل الكلاسيكية.
نموذج السائلين ولفائف الكم
لشرح هذه الخصائص المعاكسة للحدس، اقترح الفيزيائي ليف لانداو نموذج السائلين. فقد افترض أنه تحت نقطة اللامبدا، يتصرف الهليوم السائل-4 كما لو أنه يتكون من مكونين مترابطين: مكون سائل طبيعي، يظهر خصائص 黏性 عادية، ومكون سائل فائق، يمتلك صفر 黏性和无限的热导率。随着温度进一步接近绝对零度，超流体成分的比例会增加，主导液体的行为。
أحد أكثر الظواهر إثارةً لهذا الحالة ذات الصفر 黏性 هو تشكيل quantized vortexConceptquantized vortexA quantized vortex is a microscopic, discrete whirlpool that forms in superfluids when they are set into rotation. Unlike classical fluid vortices, their circulation is quantized, meaning it can only exist in integer multiples of a fundamental unit. These vortices are a macroscopic manifestation of quantum mechanics, demonstrating the frictionless flow of the superfluid.量子涡旋是在超流体旋转时形成的一种微观、离散的漩涡。与经典流体涡旋不同，它们的环量是量子化的，也就是说，只能以某个基本单位的整数倍存在。这些涡旋是量子力学的宏观表现，展示了超流体的无摩擦流动。Un vórtice cuantizado es un minúsculo remolino discreto que se forma en superfluidos cuando se les pone en rotación. A diferencia de los vórtices en fluidos clásicos, su circulación está cuantizada, lo que significa que solo puede existir en múltiplos enteros de una unidad fundamental. Estos vórtices son una manifestación macroscópica de la mecánica cuántica, demostrando el flujo sin fricción del superfluido.الدودة الكمومية هي دوامة صغيرة الحجم ومتقطعة تتشكل في السوائل الفائقة عند تحريكها. على عكس الدوامات الكلاسيكية، فإن تدفقها الدوامي مكموم، أي أنه يمكن أن يتخذ قيمًا مضاعفة صحيحة لوحدة أساسية. هذه الدوامات هي تجلي واسع النطاق لآليات الكم، تُظهر التدفق الخالي من الاحتكاك في السائل الفائق.Um vórtice quantizado é um redemoinho microscópico e discreto que se forma em superflúidos quando estes são postos a girar. Ao contrário dos vórtices em fluidos clássicos, a circulação destes é quantizada, significando que só pode existir em múltiplos inteiros de uma unidade fundamental. Estes vórtices são uma manifestação macroscópica da mecânica quântica, demonstrando o fluxo sem atrito do superfluido.एक क्वांटीकृत वर्तिका (क्वांटम वर्तिका) एक अत्यधिक सूक्ष्म, अलग-अलग चक्र है जो अतिसुगम द्रवों (सुपरफ्लूइड्स) में घूर्णन कराए जाने पर बनता है। इनकी परिसंचरण (सर्कुलेशन) क्वांटीकृत होता है, जिसका अर्थ है कि यह केवल एक मूल इकाई के पूर्णांक गुणकों में ही अस्तित्व में हो सकता है। ये वर्तिकाएँ क्वांटम यांत्रिकी के एक दृश्य प्रकटीकरण का निरूपण करती हैं, जो अतिसुगम द्रव के घर्षणहीन प्रवाह को दर्शाती हैं।Sebuah vorteks kuantum adalah pusaran mikroskopis yang terbentuk dalam superfluida ketika mereka diputar. Berbeda dengan vorteks fluida klasik, sirkulasinya bersifat terkuantisasi, artinya hanya dapat ada dalam kelipatan bilangan bulat dari unit dasar. Vorteks-vorteks ini merupakan manifestasi makroskopis dari mekanika kuantum, menunjukkan aliran tanpa gesekan dari superfluida tersebut.Un vortex quantifié est un tourbillon microscopique et discret qui se forme dans les superfluides lorsqu'ils sont mis en rotation. Contrairement aux vortices classiques, leur circulation est quantifiée, ce qui signifie qu'elle ne peut exister qu'en multiples entiers d'une unité fondamentale. Ces vortices constituent une manifestation macroscopique de la mécanique quantique, démontrant l'écoulement sans frottement du superfluide.量子渦（りょうしわ）とは、超流動体が回転させられたときに形成される、顕微鏡的に小さな渦である。古典的な流体の渦とは異なり、その循環（しゅんか）は量子化されており、基本単位の整数倍の値しかとらない。これらの渦は量子力学の巨視的（きょしか）な現れであり、超流動体の摩擦のない流れを示している。Квантованный вихрь — это микроскопический, дискретный вихревой поток, который образуется в сверхтекучих жидкостях, когда они начинают вращаться. В отличие от классических вихрей в жидкостях, циркуляция квантованных вихрей квантована, то есть может существовать только в целых кратных значениях фундаментальной единицы. Эти вихри являются макроскопическим проявлением квантовой механики, демонстрирующим трение в потоке сверхтекучей жидкости.Ein quantisierter Wirbel ist ein mikroskopisch kleiner, diskreter Wirbel, der in Suprafluiden entsteht, wenn diese in Rotation versetzt werden. Anders als klassische Flüssigkeitswirbel ist ihre Zirkulation quantisiert, das heißt, sie kann nur in ganzzahligen Vielfachen einer grundlegenden Einheit existieren. Diese Wirbel sind eine makroskopische Erscheinung der Quantenmechanik und demonstrieren den reibungslosen Fluss des Suprafluids.양자화된 소용돌이(quantized vortex)는 초유체가 회전할 때 형성되는 미시적이고 이산적인 소용돌이이다. 고전 유체의 소용돌이와 달리 이들의 순환은 양자화되어 있어 기본 단위의 정수 배수만 존재할 수 있다. 이러한 소용돌이는 양자역학의 거시적 표현이며, 초유체의 마찰이 없는 흐름을 보여준다.. عندما يُدور حاوية تحتوي على هليوم فائق، فإنه بدلًا من تكوين دوامة مستمرة مثل السوائل العادية، ينتج عنه مجموعة من الدوامات الميكروسكوبية المنفصلة، كل منها عبارة عن طوفان صغير مثالي من السائل الفائق الدائري. هذه الدوامات كمومية، مما يعني أن قوتها وتدفقها يمكن أن تأخذ قيمًا محددة ومنفصلة فقط، وهو نتيجة مباشرة لطبيعة السائل الكموميكانيكية على نطاق واسع.
تحدٍ للجاذبية: تأثير العين الماء
تدفق superfluid heliumObjectsuperfluid heliumSuperfluid helium refers to either helium-4 or helium-3 cooled to extreme cryogenic temperatures, where it exhibits superfluidity – a state of matter with zero viscosity and infinite thermal conductivity. This quantum fluid can flow without friction, climb container walls, and displays unique phenomena such as the fountain effect and quantized vortices.超流氦是指将氦-4或氦-3冷却到极低温的超低温条件下，表现出超流性的一种物质状态。这种量子流体具有零粘度和无限热导率，能够无摩擦流动，爬上容器壁，并表现出诸如喷泉效应和量子涡旋等独特现象。El helio superfluido se refiere al helio-4 o al helio-3 enfriados a temperaturas criogénicas extremas, donde manifiestan la superfluidez, un estado de la materia con viscosidad cero e infinita conductividad térmica. Este fluido cuántico puede fluir sin fricción, escalar las paredes de los recipientes y muestra fenómenos únicos, como el efecto fuente y vórtices cuantizados.يُشير الهليوم الفائق إلى الهليوم-4 أو الهليوم-3 المبرد إلى درجات حرارة منخفضة للغاية، حيث يظهر خاصية الفائقة السائلة وهي حالة للمادة تتميز بعدم وجود لزوجة وموصلية حرارية لا نهائية. هذا السائل الكمي يمكنه التدفق دون احتكاك، والصعود على جدران الحاويات، ويُظهر ظواهر فريدة مثل تأثير الحوض والدُوَرَانات الكمية.Hélio superfluido refere-se ao hélio-4 ou ao hélio-3 resfriado a temperaturas criogênicas extremas, onde ele exibe superfluidez – um estado da matéria com viscosidade zero e condutividade térmica infinita. Este fluido quântico pode fluir sem atrito, escalar paredes de recipientes e apresenta fenómenos únicos, como o efeito fonte e vórtices quantizados.अतिद्रव हीलियम या तो हीलियम-4 या हीलियम-3 को अत्यधिक शीतलन तापमान तक ठंडा करने पर प्राप्त होता है, जहां यह अतिद्रविता प्रदर्शित करता है - एक शून्य श्यान और अनंत ऊष्मीय चालकता वाला पदार्थ का अवस्था। यह क्वांटम द्रव घर्षण के बिना बह सकता है, बर्तन की दीवारों पर चढ़ सकता है और झार प्रभाव और मात्रात्मक वर्तिका जैसी अद्वितीय घटनाएं प्रदर्शित करता है।Helium superfluid merujuk pada helium-4 atau helium-3 yang didinginkan hingga suhu ekstrem kriogenik, di mana ia menunjukkan sifat superfluiditas—keadaan materi dengan viskositas nol dan konduktivitas termal tak terbatas. Cairan kuantum ini dapat mengalir tanpa gesekan, merayap naik dinding wadah, dan menunjukkan fenomena unik seperti efek sumber air mancur dan vorteks terkuantisasi.L'hélium superfluide désigne soit l'hélium-4, soit l'hélium-3 refroidi à des températures extrêmement cryogéniques, où il présente la superfluidité – un état de la matière caractérisé par une viscosité nulle et une conductivité thermique infinie. Ce fluide quantique peut s'écouler sans frottement, grimper le long des parois des récipients, et présente des phénomènes uniques tels que l'effet fontaine et les tourbillons quantifiés.超流動ヘリウムとは、ヘリウム4またはヘリウム3を極めて低い温度まで冷却したときに現れる超流動性を示す物質の状態を指す。この量子流体は粘性がゼロで、熱伝導度が無限大であり、摩擦なしに流れたり、容器の壁を登ったりすることができる。また、噴流効果や量子渦などの特異な現象を示す。Сверхтекучий гелий представляет собой либо гелий-4, либо гелий-3, охлажденный до экстремальных криогенных температур, где он проявляет сверхтекучесть – состояние вещества с нулевой вязкостью и бесконечной теплопроводностью. Этот квантовый флюид может течь без трения, подниматься по стенкам сосуда и демонстрировать уникальные явления, такие как фонтанный эффект и квантованные вихри.Unter superfluem Helium versteht man entweder Helium-4 oder Helium-3, das auf extreme tiefkalte Temperaturen abgekühlt wird, wodurch es Superfluidität aufweist – einen Materiezustand mit null Viskosität und unendlicher Wärmeleitfähigkeit. Dieses Quantenfluid kann reibungsfrei fließen, Behälterwände hinaufklettern und zeigt einzigartige Phänomene wie den Brunnenwirbel und quantisierte Wirbel.초유체 헬륨은 극저온 상태에서 초유체성이라는 특이한 물리적 상태를 보이는 헬륨-4 또는 헬륨-3를 말한다. 초유체성은 점성이 0이고 열전도도가 무한대인 상태로, 양자 유체의 특성이다. 이 물질은 마찰 없이 흐를 수 있으며 용기 벽을 타고 올라갈 수 있고, 분출 효과와 양자화된 소용돌이 현상과 같은 독특한 현상을 보인다. بدون احتكاك يؤدي إلى ظواهر مذهلة أخرى، وخصوصًا "تأثير العين الماء". إذا تم تجهيز حاوية تحتوي على هليوم فائق بمنفذ مسامي في أسفلها وتسخينها قليلاً، فإن المكون الفائق سيتدفق عبر المنفذ وينبثق مثل عين ماء. يحدث ذلك لأن السائل الفائق، الذي يمتلك صفر 黏性، يمكنه الانتقال نحو المنطقة الدافئة دون مقاومة، وبالتالي يهرب من الحاوية فعليًا.
بجانب الهليوم، تمتد مفاهيم السائل الفائق إلى بيئات متطرفة أخرى. يُعتقد أن السوائل الفائقة موجودة في نوى النجوم النيوترونية، حيث تشكل النيوترونات نفسها سائلًا بدون احتكاك، مما يؤثر على ديناميكية دوران النجم. وتنص بعض النظريات التخمينية حتى على "فراغ سائل فائق" كإطار لجاذبية الكم، مُشيرًا إلى أن نسيج الزمكان نفسه قد يظهر خصائص سائل فائق على مستويات أساسية.
ما لا نزال لا نعرفه
رغم عقود من الدراسة، فإن نظرية دقيقة ومتكاملة تصف جميع جوانب السائل الفائق، خاصةً في الأنظمة الغريبة أو عند درجات الحرارة الأعلى، لا تزال غائبة. آليات الانتقال عند نقطة اللامبدا مُوصوفة بشكل جيد من الناحية الظاهرية، لكن التفاعلات الكموميكانيكية الدقيقة التي تؤدي إلى هذه التماسكية الكبيرة لا تزال قيد التحسين.
نحن أيضًا نفتقر إلى فهم كامل لكيفية هندسة السوائل الفائقة عند درجات حرارة أعلى. في حين أن الهليوم-3 يحقق خاصية السائل الفائق عند درجات حرارة أقل حتى من الهليوم-4 (وهو يتطلب تزاوج الجسيمات الفيرميونية)، فإن إنشاء مواد تُظهر هذه الخصائص بدون احتكاك أقرب إلى درجة حرارة الغرفة يمكن أن يُطلق على تكنولوجيا تحويلية.
ومن المفاهيم الفلكية، من ديناميكية داخلية للنجوم النيوترونية إلى نظريات سائل فائق مظلمة تخمينية، فإنها لا تزال في الغالب نظرية. تأكيد تجريب لسلوك سائل فائق في هذه السياقات الكونية يمثل تحديات هائلة.
السائل الفائق هو تذكير دائم بأن الكون، في أبرد أجزائه وأساسية، يحتوي على ظواهر تتحدى حدسنا اليومي، كاشفًا عن عالم الكم يعمل وفق قواعد غريبة وأنيقة.
1937年、液体ヘリウムにおける奇妙な現象を2つの独立した研究グループが観測したことで、物理学における静かな革命が起きた。モスクワでは、Pyotr KapitsaPersonPyotr KapitsaA Soviet physicist, Pyotr Kapitsa was a pioneer in low-temperature physics. He was awarded the Nobel Prize in Physics in 1978 for his fundamental inventions and discoveries in the area of low-temperature physics. His 1937 observation of frictionless flow in liquid helium-4 was a pivotal discovery, marking the experimental identification of superfluidity.苏联物理学家彼得·卡皮察是低温物理领域的先驱。他因在低温物理领域的基础性发明和发现，于1978年获得诺贝尔物理学奖。他于1937年观察到液氦-4中无摩擦流动的现象，是一项关键性的发现，标志着超流性的实验确认。Físico soviético, Pyotr Kapitsa fue un pionero en física de bajas temperaturas. Fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1978 por sus invenciones y descubrimientos fundamentales en el área de la física de bajas temperaturas. Su observación en 1937 del flujo sin fricción en helio-4 líquido fue un descubrimiento crucial, marcando la identificación experimental de la superfluidez.فيزيائي سوفيتي، كان بيترو كابيتزا من пионير فيزياء درجات الحرارة المنخفضة. حصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1978 لابتكاراته واكتشافاته الأساسية في مجال فيزياء درجات الحرارة المنخفضة. كان ملاحظته عام 1937 لتدفق بدون احتكاك في الهليوم-4 سائلًا اكتشافًا محوريًا، يمثل تحديدًا تجريبيًا لظاهرة السوائل الفائقة.Um físico soviético, Pyotr Kapitsa foi pioneiro na física de baixas temperaturas. Foi agraciado com o Prêmio Nobel de Física em 1978 por suas invenções e descobertas fundamentais na área da física de baixas temperaturas. Sua observação, em 1937, do fluxo sem atrito no hélio-4 líquido foi uma descoberta fundamental, marcando a identificação experimental da superfluidez.एक सोवियत भौतिकविद, पिटर कैपित्सा निम्न तापमान भौतिकी में एक प्रारंभिक व्यक्ति थे। उन्हें 1978 में निम्न तापमान भौतिकी के क्षेत्र में उनके मूलभूत आविष्कारों और खोजों के लिए भौतिकी में नोबेल पुरस्कार दिया गया। उनकी 1937 में तरल हीलियम-4 में घर्षणरहित प्रवाह की खोज एक महत्वपूर्ण खोज थी, जिसने अतितरलता की प्रयोगात्मक पहचान को दर्शाया।Seorang fisikawan Soviet, Pyotr Kapitsa adalah seorang pionir dalam fisika suhu rendah. Ia dianugerahi Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1978 atas penemuan dan penemuan mendasarnya di bidang fisika suhu rendah. Pengamatan tahun 1937-nya mengenai aliran tanpa gesekan dalam helium cair-4 merupakan penemuan yang sangat penting, menandai identifikasi eksperimen tentang superfluiditas.Physicien soviétique, Pyotr Kapitsa fut un pionnier de la physique des basses températures. Il reçut le prix Nobel de physique en 1978 pour ses inventions et découvertes fondamentales dans le domaine de la physique des basses températures. Son observation en 1937 d'un écoulement sans frottement dans l'hélium-4 liquide constitua une découverte capitale, marquant l'identification expérimentale de la superfluidité.ソビエト連邦の物理学者、ピョートル・カピッツァは、低温物理学の先駆者である。1978年に低温物理学分野における基礎的な発明と発見に対して、物理学ノーベル賞を受賞した。1937年にヘリウム4液体における摩擦のない流れを観測したことは、超流動性の実験的同定という画期的な発見となった。Советский физик Пётр Капица был пионером в области физики низких температур. Он получил Нобелевскую премию по физике в 1978 году за фундаментальные изобретения и открытия в области физики низких температур. Его наблюдение в 1937 году трения в потоке жидкого гелия-4 стало ключевым открытием, обозначив экспериментальное определение сверхтекучести.Ein sowjetischer Physiker, Pyotr Kapiza, war ein Pionier auf dem Gebiet der Tieftemperaturphysik. Ihm wurde 1978 der Nobelpreis für Physik für seine grundlegenden Erfindungen und Entdeckungen auf dem Gebiet der Tieftemperaturphysik verliehen. Seine Beobachtung des reibungslosen Fließens von flüssigem Helium-4 im Jahr 1937 war eine wegweisende Entdeckung und markierte die experimentelle Identifizierung der Suprafluidität.소비에트 물리학자인 피ョ트르 카피차(Petr Kapitsa)는 저온 물리학 분야의 선구자였다. 그는 1978년 저온 물리학 분야에서 이루어낸 근본적인 발명과 발견으로 물리학 노벨상을 수상했다. 그는 1937년 헬륨-4 액체에서 마찰 없는 흐름을 관찰함으로써 초유체성의 실험적 확인이라는 중대한 발견을 하였다.が液体の流れに対する抵抗が突然、劇的に低下することを発見した。その一方で、ケンブリッジではジョン・F・アレンとドン・ミズナーが独自の観測結果を発表し、明らかに不可能に思える現象を確認した。ヘリウム4が特定の温度以下に冷却されると、内部摩擦を完全に失うというのだ。
この臨界温度は、比熱容量におけるラムダ型の異常から「Lambda pointConceptLambda pointThe Lambda point, specifically 2.17 Kelvin for helium-4, is the critical temperature below which liquid helium transitions into its superfluid state. Named for the lambda-shaped anomaly in its specific heat capacity, it marks a quantum phase transition where the liquid exhibits extraordinary properties like zero viscosity and infinite thermal conductivity.λ点，特别是氦-4的λ点为2.17开尔文，是液氦转变为超流态的关键温度。由于其比热容中出现类似希腊字母λ形状的异常，因此得名。它标志着一种量子相变，在此相变下，液体表现出诸如零粘度和无限热导率等非凡特性。El punto lambda, específicamente 2,17 kelvin para el helio-4, es la temperatura crítica por debajo de la cual el helio líquido se transforma en su estado superfluido. Nombrado por la anomalía en forma de lambda en su capacidad calorífica específica, marca una transición de fase cuántica donde el líquido muestra propiedades extraordinarias como viscosidad cero y conductividad térmica infinita.النقطة لامبدا، وهي 2.17 كلفن بالتحديد بالنسبة لليورانيوم-4، هي درجة الحرارة الحرجة تحتها يتحول الهليوم السائل إلى حالته الفائقة السائلة. سميت هذه النقطة نسبةً إلى الاستثناء الشبيه بالشكل لامبدا في سعته الحرارية النوعية، وهو ما يشير إلى انتقال كمومي في الطور حيث يظهر السائل خصائص استثنائية مثل لزوجة صفرية وموصلية حرارية لا نهائية.O ponto lambda, especificamente 2,17 kelvin para o hélio-4, é a temperatura crítica abaixo da qual o hélio líquido transiciona para seu estado superfluido. Nomeado pela anomalia em forma de lambda em sua capacidade térmica específica, marca uma transição de fase quântica na qual o líquido exibe propriedades extraordinárias, como viscosidade zero e condutividade térmica infinita.हीलियम-4 के लिए 2.17 केल्विन के लैम्ब्डा बिंदु तापमान के नीचे तरल हीलियम अपनी शुद्ध तरल अवस्था में परिवर्तित हो जाता है। इसकी विशिष्ट ऊष्मा क्षमता में लैम्ब्डा आकार की असामान्यता के लिए इसे नाम दिया गया है, जो एक क्वांटम अवस्था परिवर्तन को दर्शाता है जहाँ तरल शून्य श्यान और अनंत ऊष्मा चालकता जैसे असाधारण गुण प्रदर्शित करता है।Lambda point, secara khusus 2,17 Kelvin untuk helium-4, adalah suhu kritis di bawah mana helium cair berubah ke dalam keadaan superfluidanya. Dinamai berdasarkan anomali berbentuk lambda pada kapasitas kalor spesifiknya, titik ini menandai transisi fase kuantum di mana cairan menunjukkan sifat luar biasa seperti viskositas nol dan konduktivitas termal tak terbatas.Le point lambda, spécifiquement 2,17 kelvin pour l'hélium-4, est la température critique en dessous de laquelle l'hélium liquide entre dans son état de superfluide. Nommé d'après l'anomalie en forme de lambda de sa chaleur spécifique, il marque une transition de phase quantique où le liquide présente des propriétés extraordinaires telles que la viscosité nulle et la conductivité thermique infinie.ヘリウム4において2.17ケルビンとなるラムダ点とは、液体ヘリウムが超流動状態へと相転移する臨界温度である。この名称は、比熱容量に現れるラムダ文字（λ）に似た異常からつけられたもので、この点では液体がゼロの粘性や無限大の熱伝導率といった特異な性質を示す量子相転移を示している。Точка лямбда, в частности 2,17 Кельвина для гелия-4, это критическая температура, ниже которой жидкий гелий переходит в сверхтекучее состояние. Названная в честь аномалии в форме буквы лямбда в его удельной теплоемкости, она обозначает квантовый фазовый переход, при котором жидкость проявляет необычайные свойства, такие как нулевая вязкость и бесконечная теплопроводность.Der Lambda-Punkt, spezifisch 2,17 Kelvin für Helium-4, ist die kritische Temperatur, unterhalb derer flüssiges Helium in seinen Suprafluidzustand übergeht. Benannt nach der lambda-förmigen Anomalie in seiner spezifischen Wärmekapazität, markiert er einen quantenmechanischen Phasenübergang, bei dem die Flüssigkeit außergewöhnliche Eigenschaften wie Nullviskosität und unendliche Wärmeleitfähigkeit zeigt.헬륨-4의 경우 2.17 켈빈인 람다 포인트(lambda point)는 액체 헬륨이 초유체 상태로 전이하는 임계 온도이다. 이는 비열 용량에서 나타나는 람다 모양의 이상 현상에서 유래한 이름이다. 이 포인트는 액체가 제로 비점도와 무한한 열전도도와 같은 뛰어난 특성을 보이는 양자 상전이를 나타낸다.」と名付けられた。この閾値以下の温度では、液体ヘリウム4はそのviscosityConceptViscosityA measure of a fluid's resistance to flow. High-viscosity fluids flow slowly (like honey), while low-viscosity fluids flow easily (like water). The incredibly high viscosity of glass at room temperature prevents any observable flow over human timescales, debunking the myth of flowing cathedral windows.粘度是衡量流体流动阻力的指标。高粘度流体流动缓慢（如蜂蜜），而低粘度流体则流动顺畅（如水）。玻璃在常温下具有极高的粘度，以至于在人类的时间尺度上无法观察到其流动，从而破除了大教堂窗户会流动的神话。Una medida de la resistencia de un fluido al flujo. Los fluidos de alta viscosidad fluyen lentamente (como la miel), mientras que los fluidos de baja viscosidad fluyen con facilidad (como el agua). La viscosidad extremadamente alta del vidrio a temperatura ambiente impide cualquier flujo observable a escalas de tiempo humanas, desmintiendo el mito del flujo de las ventanas de las catedrales.مقياس مقاومة سائل لانسيابه. تتحرك السوائل ذات اللزوجة العالية ببطء (مثل العسل)، بينما تنساب السوائل ذات اللزوجة المنخفضة بسهولة (مثل الماء). تمنع اللزوجة العالية جداً للزجاج في درجة حرارة الغرفة أي تدفق ملاحظ على مدار مدة الحياة البشرية، مما ينفي أسطورة تدفق نوافذ الكاتدرائيات.Viscosidade é uma medida da resistência de um fluido ao escoamento. Fluidos de alta viscosidade escoam-se lentamente (como o mel), enquanto fluidos de baixa viscosidade escoam-se facilmente (como a água). A viscosidade extremamente alta do vidro à temperatura ambiente impede qualquer escoamento perceptível em escalas de tempo humanas, desmentindo o mito do escoamento das janelas das catedrais.एक तरल पदार्थ के प्रवाह के प्रति प्रतिरोध की माप। उच्च श्यानता वाले तरल धीरे-धीरे प्रवाहित होते हैं (जैसे मधु), जबकि कम श्यानता वाले तरल आसानी से प्रवाहित होते हैं (जैसे पानी)। कमरे के तापमान पर कांच की अत्यधिक उच्च श्यानता मनुष्य के समय पैमाने पर कोई दृश्यमान प्रवाह रोक देती है, जो ध्वनि के चर्च खिड़कियों के प्रवाह के मिथक को तोड़ देती है।Viskositas adalah ukuran hambatan fluida terhadap alirannya. Fluida dengan viskositas tinggi mengalir lambat (seperti madu), sedangkan fluida dengan viskositas rendah mengalir dengan mudah (seperti air). Viskositas yang sangat tinggi dari kaca pada suhu kamar mencegah aliran yang dapat diamati dalam skala waktu manusia, membantah mitos tentang jendela katedral yang mengalir.La viscosité est une mesure de la résistance d'un fluide au mouvement. Les fluides à haute viscosité s'écoulent lentement (comme le miel), tandis que les fluides à faible viscosité s'écoulent facilement (comme l'eau). La viscosité extrêmement élevée du verre à température ambiante empêche tout écoulement observable sur des échelles de temps humaines, réfutant ainsi le mythe des vitraux d'églises qui s'écouleraient.流体の流れに対する抵抗を測定する尺度である。高粘度の流体はゆっくりとしか流れず（例：はちみつ）、低粘度の流体は容易に流れる（例：水）。常温下でのガラスの非常に高い粘度は、人間の時間スケールでの観測可能な流れを妨げており、カテドラルの窓が流れるとする誤解を覆している。Вязкость — это мера сопротивления жидкости течению. Жидкости с высокой вязкостью текут медленно (например, как мёд), тогда как жидкости с низкой вязкостью текут легко (например, как вода). Необычайно высокая вязкость стекла при комнатной температуре препятствует наблюдаемому течению за человеческие временные масштабы, опровергая миф о текущих витражных окнах.Ein Maß für den Widerstand einer Flüssigkeit gegen die Strömung. Flüssigkeiten mit hoher Viskosität fließen langsam (wie Honig), während Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität leicht fließen (wie Wasser). Die unglaublich hohe Viskosität von Glas bei Raumtemperatur verhindert jede beobachtbare Strömung innerhalb menschlicher Zeitskalen, was das Gerücht über die Strömung von Kathedralfenstern widerlegt.유체가 흐르는 데 저항하는 정도를 나타내는 척도이다. 높은 점도를 가진 유체는 느리게 흐르며(예: 꿀), 낮은 점도를 가진 유체는 쉽게 흐른다(예: 물). 실온에서 유리의 극도로 높은 점도는 인간의 시간 기준에서 관찰 가능한 흐름을 막아, 성당 창문이 흐른다는 미신을 반박한다.、つまりせん断応力に対する抵抗が完全に消えてしまう。これは、液体が最も小さな毛細管を通っても何の妨げもなく流れ、運動を始めると、古典的な流体には見られないような永久に続く循環運動を続けることを意味した。
このゼロ粘性状態の最も印象的な現れの一つが、quantized vortexConceptquantized vortexA quantized vortex is a microscopic, discrete whirlpool that forms in superfluids when they are set into rotation. Unlike classical fluid vortices, their circulation is quantized, meaning it can only exist in integer multiples of a fundamental unit. These vortices are a macroscopic manifestation of quantum mechanics, demonstrating the frictionless flow of the superfluid.量子涡旋是在超流体旋转时形成的一种微观、离散的漩涡。与经典流体涡旋不同，它们的环量是量子化的，也就是说，只能以某个基本单位的整数倍存在。这些涡旋是量子力学的宏观表现，展示了超流体的无摩擦流动。Un vórtice cuantizado es un minúsculo remolino discreto que se forma en superfluidos cuando se les pone en rotación. A diferencia de los vórtices en fluidos clásicos, su circulación está cuantizada, lo que significa que solo puede existir en múltiplos enteros de una unidad fundamental. Estos vórtices son una manifestación macroscópica de la mecánica cuántica, demostrando el flujo sin fricción del superfluido.الدودة الكمومية هي دوامة صغيرة الحجم ومتقطعة تتشكل في السوائل الفائقة عند تحريكها. على عكس الدوامات الكلاسيكية، فإن تدفقها الدوامي مكموم، أي أنه يمكن أن يتخذ قيمًا مضاعفة صحيحة لوحدة أساسية. هذه الدوامات هي تجلي واسع النطاق لآليات الكم، تُظهر التدفق الخالي من الاحتكاك في السائل الفائق.Um vórtice quantizado é um redemoinho microscópico e discreto que se forma em superflúidos quando estes são postos a girar. Ao contrário dos vórtices em fluidos clássicos, a circulação destes é quantizada, significando que só pode existir em múltiplos inteiros de uma unidade fundamental. Estes vórtices são uma manifestação macroscópica da mecânica quântica, demonstrando o fluxo sem atrito do superfluido.एक क्वांटीकृत वर्तिका (क्वांटम वर्तिका) एक अत्यधिक सूक्ष्म, अलग-अलग चक्र है जो अतिसुगम द्रवों (सुपरफ्लूइड्स) में घूर्णन कराए जाने पर बनता है। इनकी परिसंचरण (सर्कुलेशन) क्वांटीकृत होता है, जिसका अर्थ है कि यह केवल एक मूल इकाई के पूर्णांक गुणकों में ही अस्तित्व में हो सकता है। ये वर्तिकाएँ क्वांटम यांत्रिकी के एक दृश्य प्रकटीकरण का निरूपण करती हैं, जो अतिसुगम द्रव के घर्षणहीन प्रवाह को दर्शाती हैं।Sebuah vorteks kuantum adalah pusaran mikroskopis yang terbentuk dalam superfluida ketika mereka diputar. Berbeda dengan vorteks fluida klasik, sirkulasinya bersifat terkuantisasi, artinya hanya dapat ada dalam kelipatan bilangan bulat dari unit dasar. Vorteks-vorteks ini merupakan manifestasi makroskopis dari mekanika kuantum, menunjukkan aliran tanpa gesekan dari superfluida tersebut.Un vortex quantifié est un tourbillon microscopique et discret qui se forme dans les superfluides lorsqu'ils sont mis en rotation. Contrairement aux vortices classiques, leur circulation est quantifiée, ce qui signifie qu'elle ne peut exister qu'en multiples entiers d'une unité fondamentale. Ces vortices constituent une manifestation macroscopique de la mécanique quantique, démontrant l'écoulement sans frottement du superfluide.量子渦（りょうしわ）とは、超流動体が回転させられたときに形成される、顕微鏡的に小さな渦である。古典的な流体の渦とは異なり、その循環（しゅんか）は量子化されており、基本単位の整数倍の値しかとらない。これらの渦は量子力学の巨視的（きょしか）な現れであり、超流動体の摩擦のない流れを示している。Квантованный вихрь — это микроскопический, дискретный вихревой поток, который образуется в сверхтекучих жидкостях, когда они начинают вращаться. В отличие от классических вихрей в жидкостях, циркуляция квантованных вихрей квантована, то есть может существовать только в целых кратных значениях фундаментальной единицы. Эти вихри являются макроскопическим проявлением квантовой механики, демонстрирующим трение в потоке сверхтекучей жидкости.Ein quantisierter Wirbel ist ein mikroskopisch kleiner, diskreter Wirbel, der in Suprafluiden entsteht, wenn diese in Rotation versetzt werden. Anders als klassische Flüssigkeitswirbel ist ihre Zirkulation quantisiert, das heißt, sie kann nur in ganzzahligen Vielfachen einer grundlegenden Einheit existieren. Diese Wirbel sind eine makroskopische Erscheinung der Quantenmechanik und demonstrieren den reibungslosen Fluss des Suprafluids.양자화된 소용돌이(quantized vortex)는 초유체가 회전할 때 형성되는 미시적이고 이산적인 소용돌이이다. 고전 유체의 소용돌이와 달리 이들의 순환은 양자화되어 있어 기본 단위의 정수 배수만 존재할 수 있다. 이러한 소용돌이는 양자역학의 거시적 표현이며, 초유체의 마찰이 없는 흐름을 보여준다.線の形成である。超流体ヘリウムを回転させると、通常の液体が連続した渦を形成するのとは異なり、多数の離散的で微視的な渦が生成される。それぞれの渦は、循環する超流体の小さな完璧な竜巻のような存在である。これらの渦は量子化されており、その強さや循環が特定の離散的な値しか取らない。これは、流体の量子力学的性質がマクロスケールで現れる直接的な結果である。
重力に逆らう：噴泉効果
superfluid heliumObjectsuperfluid heliumSuperfluid helium refers to either helium-4 or helium-3 cooled to extreme cryogenic temperatures, where it exhibits superfluidity – a state of matter with zero viscosity and infinite thermal conductivity. This quantum fluid can flow without friction, climb container walls, and displays unique phenomena such as the fountain effect and quantized vortices.超流氦是指将氦-4或氦-3冷却到极低温的超低温条件下，表现出超流性的一种物质状态。这种量子流体具有零粘度和无限热导率，能够无摩擦流动，爬上容器壁，并表现出诸如喷泉效应和量子涡旋等独特现象。El helio superfluido se refiere al helio-4 o al helio-3 enfriados a temperaturas criogénicas extremas, donde manifiestan la superfluidez, un estado de la materia con viscosidad cero e infinita conductividad térmica. Este fluido cuántico puede fluir sin fricción, escalar las paredes de los recipientes y muestra fenómenos únicos, como el efecto fuente y vórtices cuantizados.يُشير الهليوم الفائق إلى الهليوم-4 أو الهليوم-3 المبرد إلى درجات حرارة منخفضة للغاية، حيث يظهر خاصية الفائقة السائلة وهي حالة للمادة تتميز بعدم وجود لزوجة وموصلية حرارية لا نهائية. هذا السائل الكمي يمكنه التدفق دون احتكاك، والصعود على جدران الحاويات، ويُظهر ظواهر فريدة مثل تأثير الحوض والدُوَرَانات الكمية.Hélio superfluido refere-se ao hélio-4 ou ao hélio-3 resfriado a temperaturas criogênicas extremas, onde ele exibe superfluidez – um estado da matéria com viscosidade zero e condutividade térmica infinita. Este fluido quântico pode fluir sem atrito, escalar paredes de recipientes e apresenta fenómenos únicos, como o efeito fonte e vórtices quantizados.अतिद्रव हीलियम या तो हीलियम-4 या हीलियम-3 को अत्यधिक शीतलन तापमान तक ठंडा करने पर प्राप्त होता है, जहां यह अतिद्रविता प्रदर्शित करता है - एक शून्य श्यान और अनंत ऊष्मीय चालकता वाला पदार्थ का अवस्था। यह क्वांटम द्रव घर्षण के बिना बह सकता है, बर्तन की दीवारों पर चढ़ सकता है और झार प्रभाव और मात्रात्मक वर्तिका जैसी अद्वितीय घटनाएं प्रदर्शित करता है।Helium superfluid merujuk pada helium-4 atau helium-3 yang didinginkan hingga suhu ekstrem kriogenik, di mana ia menunjukkan sifat superfluiditas—keadaan materi dengan viskositas nol dan konduktivitas termal tak terbatas. Cairan kuantum ini dapat mengalir tanpa gesekan, merayap naik dinding wadah, dan menunjukkan fenomena unik seperti efek sumber air mancur dan vorteks terkuantisasi.L'hélium superfluide désigne soit l'hélium-4, soit l'hélium-3 refroidi à des températures extrêmement cryogéniques, où il présente la superfluidité – un état de la matière caractérisé par une viscosité nulle et une conductivité thermique infinie. Ce fluide quantique peut s'écouler sans frottement, grimper le long des parois des récipients, et présente des phénomènes uniques tels que l'effet fontaine et les tourbillons quantifiés.超流動ヘリウムとは、ヘリウム4またはヘリウム3を極めて低い温度まで冷却したときに現れる超流動性を示す物質の状態を指す。この量子流体は粘性がゼロで、熱伝導度が無限大であり、摩擦なしに流れたり、容器の壁を登ったりすることができる。また、噴流効果や量子渦などの特異な現象を示す。Сверхтекучий гелий представляет собой либо гелий-4, либо гелий-3, охлажденный до экстремальных криогенных температур, где он проявляет сверхтекучесть – состояние вещества с нулевой вязкостью и бесконечной теплопроводностью. Этот квантовый флюид может течь без трения, подниматься по стенкам сосуда и демонстрировать уникальные явления, такие как фонтанный эффект и квантованные вихри.Unter superfluem Helium versteht man entweder Helium-4 oder Helium-3, das auf extreme tiefkalte Temperaturen abgekühlt wird, wodurch es Superfluidität aufweist – einen Materiezustand mit null Viskosität und unendlicher Wärmeleitfähigkeit. Dieses Quantenfluid kann reibungsfrei fließen, Behälterwände hinaufklettern und zeigt einzigartige Phänomene wie den Brunnenwirbel und quantisierte Wirbel.초유체 헬륨은 극저온 상태에서 초유체성이라는 특이한 물리적 상태를 보이는 헬륨-4 또는 헬륨-3를 말한다. 초유체성은 점성이 0이고 열전도도가 무한대인 상태로, 양자 유체의 특성이다. 이 물질은 마찰 없이 흐를 수 있으며 용기 벽을 타고 올라갈 수 있고, 분출 효과와 양자화된 소용돌이 현상과 같은 독특한 현상을 보인다.の摩擦のない流れは、他の驚くべき現象をもたらす。特に顕著なのは「噴泉効果」である。超流体ヘリウムを含む容器の底に多孔質の栓を設け、わずかに加熱すると、超流体成分がその栓を通って上向きに噴出する。これは、超流体が粘性を持たないため、抵抗なく温かい領域へ移動できるため起こる。結果として容器から実質的に逃げ出してしまうのだ。
Mendinginkan helium cair hingga hanya beberapa derajat di atas nol absolut, dan ia akan melepaskan seluruh gesekannya. Keadaan kuantum aneh ini, yang dikenal sebagai superfluiditas, memungkinkan cairan untuk melawan gravitasi, mengalir tanpa henti, dan melewati saluran mikroskopis seolah-olah tidak ada.
Pada tahun 1937, sebuah revolusi tenang dalam fisika terjadi ketika dua kelompok penelitian independen mengamati fenomena aneh dalam helium cair. Di Moskow, Pyotr KapitsaPersonPyotr KapitsaA Soviet physicist, Pyotr Kapitsa was a pioneer in low-temperature physics. He was awarded the Nobel Prize in Physics in 1978 for his fundamental inventions and discoveries in the area of low-temperature physics. His 1937 observation of frictionless flow in liquid helium-4 was a pivotal discovery, marking the experimental identification of superfluidity.苏联物理学家彼得·卡皮察是低温物理领域的先驱。他因在低温物理领域的基础性发明和发现，于1978年获得诺贝尔物理学奖。他于1937年观察到液氦-4中无摩擦流动的现象，是一项关键性的发现，标志着超流性的实验确认。Físico soviético, Pyotr Kapitsa fue un pionero en física de bajas temperaturas. Fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1978 por sus invenciones y descubrimientos fundamentales en el área de la física de bajas temperaturas. Su observación en 1937 del flujo sin fricción en helio-4 líquido fue un descubrimiento crucial, marcando la identificación experimental de la superfluidez.فيزيائي سوفيتي، كان بيترو كابيتزا من пионير فيزياء درجات الحرارة المنخفضة. حصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1978 لابتكاراته واكتشافاته الأساسية في مجال فيزياء درجات الحرارة المنخفضة. كان ملاحظته عام 1937 لتدفق بدون احتكاك في الهليوم-4 سائلًا اكتشافًا محوريًا، يمثل تحديدًا تجريبيًا لظاهرة السوائل الفائقة.Um físico soviético, Pyotr Kapitsa foi pioneiro na física de baixas temperaturas. Foi agraciado com o Prêmio Nobel de Física em 1978 por suas invenções e descobertas fundamentais na área da física de baixas temperaturas. Sua observação, em 1937, do fluxo sem atrito no hélio-4 líquido foi uma descoberta fundamental, marcando a identificação experimental da superfluidez.एक सोवियत भौतिकविद, पिटर कैपित्सा निम्न तापमान भौतिकी में एक प्रारंभिक व्यक्ति थे। उन्हें 1978 में निम्न तापमान भौतिकी के क्षेत्र में उनके मूलभूत आविष्कारों और खोजों के लिए भौतिकी में नोबेल पुरस्कार दिया गया। उनकी 1937 में तरल हीलियम-4 में घर्षणरहित प्रवाह की खोज एक महत्वपूर्ण खोज थी, जिसने अतितरलता की प्रयोगात्मक पहचान को दर्शाया।Seorang fisikawan Soviet, Pyotr Kapitsa adalah seorang pionir dalam fisika suhu rendah. Ia dianugerahi Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1978 atas penemuan dan penemuan mendasarnya di bidang fisika suhu rendah. Pengamatan tahun 1937-nya mengenai aliran tanpa gesekan dalam helium cair-4 merupakan penemuan yang sangat penting, menandai identifikasi eksperimen tentang superfluiditas.Physicien soviétique, Pyotr Kapitsa fut un pionnier de la physique des basses températures. Il reçut le prix Nobel de physique en 1978 pour ses inventions et découvertes fondamentales dans le domaine de la physique des basses températures. Son observation en 1937 d'un écoulement sans frottement dans l'hélium-4 liquide constitua une découverte capitale, marquant l'identification expérimentale de la superfluidité.ソビエト連邦の物理学者、ピョートル・カピッツァは、低温物理学の先駆者である。1978年に低温物理学分野における基礎的な発明と発見に対して、物理学ノーベル賞を受賞した。1937年にヘリウム4液体における摩擦のない流れを観測したことは、超流動性の実験的同定という画期的な発見となった。Советский физик Пётр Капица был пионером в области физики низких температур. Он получил Нобелевскую премию по физике в 1978 году за фундаментальные изобретения и открытия в области физики низких температур. Его наблюдение в 1937 году трения в потоке жидкого гелия-4 стало ключевым открытием, обозначив экспериментальное определение сверхтекучести.Ein sowjetischer Physiker, Pyotr Kapiza, war ein Pionier auf dem Gebiet der Tieftemperaturphysik. Ihm wurde 1978 der Nobelpreis für Physik für seine grundlegenden Erfindungen und Entdeckungen auf dem Gebiet der Tieftemperaturphysik verliehen. Seine Beobachtung des reibungslosen Fließens von flüssigem Helium-4 im Jahr 1937 war eine wegweisende Entdeckung und markierte die experimentelle Identifizierung der Suprafluidität.소비에트 물리학자인 피ョ트르 카피차(Petr Kapitsa)는 저온 물리학 분야의 선구자였다. 그는 1978년 저온 물리학 분야에서 이루어낸 근본적인 발명과 발견으로 물리학 노벨상을 수상했다. 그는 1937년 헬륨-4 액체에서 마찰 없는 흐름을 관찰함으로써 초유체성의 실험적 확인이라는 중대한 발견을 하였다. mendeteksi penurunan tiba-tiba dan dramatis pada hambatan cairan terhadap aliran. Bersamaan dengan itu, di Cambridge, John F. Allen dan Don Misener mempublikasikan pengamatan mereka sendiri, mengkonfirmasi sesuatu yang tampak mustahil: helium-4, ketika didinginkan di bawah suhu tertentu, kehilangan semua gesekan internalnya.
Suhu kritis ini, tepatnya 2,17 Kelvin, dikenal sebagai Lambda pointConceptLambda pointThe Lambda point, specifically 2.17 Kelvin for helium-4, is the critical temperature below which liquid helium transitions into its superfluid state. Named for the lambda-shaped anomaly in its specific heat capacity, it marks a quantum phase transition where the liquid exhibits extraordinary properties like zero viscosity and infinite thermal conductivity.λ点，特别是氦-4的λ点为2.17开尔文，是液氦转变为超流态的关键温度。由于其比热容中出现类似希腊字母λ形状的异常，因此得名。它标志着一种量子相变，在此相变下，液体表现出诸如零粘度和无限热导率等非凡特性。El punto lambda, específicamente 2,17 kelvin para el helio-4, es la temperatura crítica por debajo de la cual el helio líquido se transforma en su estado superfluido. Nombrado por la anomalía en forma de lambda en su capacidad calorífica específica, marca una transición de fase cuántica donde el líquido muestra propiedades extraordinarias como viscosidad cero y conductividad térmica infinita.النقطة لامبدا، وهي 2.17 كلفن بالتحديد بالنسبة لليورانيوم-4، هي درجة الحرارة الحرجة تحتها يتحول الهليوم السائل إلى حالته الفائقة السائلة. سميت هذه النقطة نسبةً إلى الاستثناء الشبيه بالشكل لامبدا في سعته الحرارية النوعية، وهو ما يشير إلى انتقال كمومي في الطور حيث يظهر السائل خصائص استثنائية مثل لزوجة صفرية وموصلية حرارية لا نهائية.O ponto lambda, especificamente 2,17 kelvin para o hélio-4, é a temperatura crítica abaixo da qual o hélio líquido transiciona para seu estado superfluido. Nomeado pela anomalia em forma de lambda em sua capacidade térmica específica, marca uma transição de fase quântica na qual o líquido exibe propriedades extraordinárias, como viscosidade zero e condutividade térmica infinita.हीलियम-4 के लिए 2.17 केल्विन के लैम्ब्डा बिंदु तापमान के नीचे तरल हीलियम अपनी शुद्ध तरल अवस्था में परिवर्तित हो जाता है। इसकी विशिष्ट ऊष्मा क्षमता में लैम्ब्डा आकार की असामान्यता के लिए इसे नाम दिया गया है, जो एक क्वांटम अवस्था परिवर्तन को दर्शाता है जहाँ तरल शून्य श्यान और अनंत ऊष्मा चालकता जैसे असाधारण गुण प्रदर्शित करता है।Lambda point, secara khusus 2,17 Kelvin untuk helium-4, adalah suhu kritis di bawah mana helium cair berubah ke dalam keadaan superfluidanya. Dinamai berdasarkan anomali berbentuk lambda pada kapasitas kalor spesifiknya, titik ini menandai transisi fase kuantum di mana cairan menunjukkan sifat luar biasa seperti viskositas nol dan konduktivitas termal tak terbatas.Le point lambda, spécifiquement 2,17 kelvin pour l'hélium-4, est la température critique en dessous de laquelle l'hélium liquide entre dans son état de superfluide. Nommé d'après l'anomalie en forme de lambda de sa chaleur spécifique, il marque une transition de phase quantique où le liquide présente des propriétés extraordinaires telles que la viscosité nulle et la conductivité thermique infinie.ヘリウム4において2.17ケルビンとなるラムダ点とは、液体ヘリウムが超流動状態へと相転移する臨界温度である。この名称は、比熱容量に現れるラムダ文字（λ）に似た異常からつけられたもので、この点では液体がゼロの粘性や無限大の熱伝導率といった特異な性質を示す量子相転移を示している。Точка лямбда, в частности 2,17 Кельвина для гелия-4, это критическая температура, ниже которой жидкий гелий переходит в сверхтекучее состояние. Названная в честь аномалии в форме буквы лямбда в его удельной теплоемкости, она обозначает квантовый фазовый переход, при котором жидкость проявляет необычайные свойства, такие как нулевая вязкость и бесконечная теплопроводность.Der Lambda-Punkt, spezifisch 2,17 Kelvin für Helium-4, ist die kritische Temperatur, unterhalb derer flüssiges Helium in seinen Suprafluidzustand übergeht. Benannt nach der lambda-förmigen Anomalie in seiner spezifischen Wärmekapazität, markiert er einen quantenmechanischen Phasenübergang, bei dem die Flüssigkeit außergewöhnliche Eigenschaften wie Nullviskosität und unendliche Wärmeleitfähigkeit zeigt.헬륨-4의 경우 2.17 켈빈인 람다 포인트(lambda point)는 액체 헬륨이 초유체 상태로 전이하는 임계 온도이다. 이는 비열 용량에서 나타나는 람다 모양의 이상 현상에서 유래한 이름이다. 이 포인트는 액체가 제로 비점도와 무한한 열전도도와 같은 뛰어난 특성을 보이는 양자 상전이를 나타낸다. karena anomali berbentuk lambda yang diamati pada kapasitas panas spesifiknya. Di bawah ambang batas ini, helium cair-4 memasuki keadaan di mana viscosityConceptViscosityA measure of a fluid's resistance to flow. High-viscosity fluids flow slowly (like honey), while low-viscosity fluids flow easily (like water). The incredibly high viscosity of glass at room temperature prevents any observable flow over human timescales, debunking the myth of flowing cathedral windows.粘度是衡量流体流动阻力的指标。高粘度流体流动缓慢（如蜂蜜），而低粘度流体则流动顺畅（如水）。玻璃在常温下具有极高的粘度，以至于在人类的时间尺度上无法观察到其流动，从而破除了大教堂窗户会流动的神话。Una medida de la resistencia de un fluido al flujo. Los fluidos de alta viscosidad fluyen lentamente (como la miel), mientras que los fluidos de baja viscosidad fluyen con facilidad (como el agua). La viscosidad extremadamente alta del vidrio a temperatura ambiente impide cualquier flujo observable a escalas de tiempo humanas, desmintiendo el mito del flujo de las ventanas de las catedrales.مقياس مقاومة سائل لانسيابه. تتحرك السوائل ذات اللزوجة العالية ببطء (مثل العسل)، بينما تنساب السوائل ذات اللزوجة المنخفضة بسهولة (مثل الماء). تمنع اللزوجة العالية جداً للزجاج في درجة حرارة الغرفة أي تدفق ملاحظ على مدار مدة الحياة البشرية، مما ينفي أسطورة تدفق نوافذ الكاتدرائيات.Viscosidade é uma medida da resistência de um fluido ao escoamento. Fluidos de alta viscosidade escoam-se lentamente (como o mel), enquanto fluidos de baixa viscosidade escoam-se facilmente (como a água). A viscosidade extremamente alta do vidro à temperatura ambiente impede qualquer escoamento perceptível em escalas de tempo humanas, desmentindo o mito do escoamento das janelas das catedrais.एक तरल पदार्थ के प्रवाह के प्रति प्रतिरोध की माप। उच्च श्यानता वाले तरल धीरे-धीरे प्रवाहित होते हैं (जैसे मधु), जबकि कम श्यानता वाले तरल आसानी से प्रवाहित होते हैं (जैसे पानी)। कमरे के तापमान पर कांच की अत्यधिक उच्च श्यानता मनुष्य के समय पैमाने पर कोई दृश्यमान प्रवाह रोक देती है, जो ध्वनि के चर्च खिड़कियों के प्रवाह के मिथक को तोड़ देती है।Viskositas adalah ukuran hambatan fluida terhadap alirannya. Fluida dengan viskositas tinggi mengalir lambat (seperti madu), sedangkan fluida dengan viskositas rendah mengalir dengan mudah (seperti air). Viskositas yang sangat tinggi dari kaca pada suhu kamar mencegah aliran yang dapat diamati dalam skala waktu manusia, membantah mitos tentang jendela katedral yang mengalir.La viscosité est une mesure de la résistance d'un fluide au mouvement. Les fluides à haute viscosité s'écoulent lentement (comme le miel), tandis que les fluides à faible viscosité s'écoulent facilement (comme l'eau). La viscosité extrêmement élevée du verre à température ambiante empêche tout écoulement observable sur des échelles de temps humaines, réfutant ainsi le mythe des vitraux d'églises qui s'écouleraient.流体の流れに対する抵抗を測定する尺度である。高粘度の流体はゆっくりとしか流れず（例：はちみつ）、低粘度の流体は容易に流れる（例：水）。常温下でのガラスの非常に高い粘度は、人間の時間スケールでの観測可能な流れを妨げており、カテドラルの窓が流れるとする誤解を覆している。Вязкость — это мера сопротивления жидкости течению. Жидкости с высокой вязкостью текут медленно (например, как мёд), тогда как жидкости с низкой вязкостью текут легко (например, как вода). Необычайно высокая вязкость стекла при комнатной температуре препятствует наблюдаемому течению за человеческие временные масштабы, опровергая миф о текущих витражных окнах.Ein Maß für den Widerstand einer Flüssigkeit gegen die Strömung. Flüssigkeiten mit hoher Viskosität fließen langsam (wie Honig), während Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität leicht fließen (wie Wasser). Die unglaublich hohe Viskosität von Glas bei Raumtemperatur verhindert jede beobachtbare Strömung innerhalb menschlicher Zeitskalen, was das Gerücht über die Strömung von Kathedralfenstern widerlegt.유체가 흐르는 데 저항하는 정도를 나타내는 척도이다. 높은 점도를 가진 유체는 느리게 흐르며(예: 꿀), 낮은 점도를 가진 유체는 쉽게 흐른다(예: 물). 실온에서 유리의 극도로 높은 점도는 인간의 시간 기준에서 관찰 가능한 흐름을 막아, 성당 창문이 흐른다는 미신을 반박한다.-nya, hambatannya terhadap tegangan geser, menghilang sepenuhnya. Artinya, cairan ini dapat mengalir melalui saluran kapiler terkecil sekalipun tanpa hambatan apa pun, dan jika dimulai bergerak, akan terus berputar tanpa henti, sebuah gerakan abadi yang tidak pernah dilihat dalam fluida klasik.
Model Dua Fluida dan Vorteks Kuantum
Untuk menjelaskan sifat-sifat yang bertentangan dengan intuisi ini, fisikawan Lev Landau mengusulkan sebuah model dua fluida. Ia menyatakan bahwa di bawah titik Lambda, helium cair-4 bertindak seolah terdiri dari dua komponen yang saling melalui: komponen fluida normal yang menunjukkan sifat-sifat kental biasa, dan komponen superfluida yang memiliki viskositas nol dan konduktivitas termal tak terbatas. Seiring suhu turun lebih jauh mendekati nol mutlak, proporsi komponen superfluida meningkat, mendominasi perilaku cairan.
Salah satu manifestasi paling menonjol dari keadaan nol viskositas ini adalah terbentuknya quantized vortexConceptquantized vortexA quantized vortex is a microscopic, discrete whirlpool that forms in superfluids when they are set into rotation. Unlike classical fluid vortices, their circulation is quantized, meaning it can only exist in integer multiples of a fundamental unit. These vortices are a macroscopic manifestation of quantum mechanics, demonstrating the frictionless flow of the superfluid.量子涡旋是在超流体旋转时形成的一种微观、离散的漩涡。与经典流体涡旋不同，它们的环量是量子化的，也就是说，只能以某个基本单位的整数倍存在。这些涡旋是量子力学的宏观表现，展示了超流体的无摩擦流动。Un vórtice cuantizado es un minúsculo remolino discreto que se forma en superfluidos cuando se les pone en rotación. A diferencia de los vórtices en fluidos clásicos, su circulación está cuantizada, lo que significa que solo puede existir en múltiplos enteros de una unidad fundamental. Estos vórtices son una manifestación macroscópica de la mecánica cuántica, demostrando el flujo sin fricción del superfluido.الدودة الكمومية هي دوامة صغيرة الحجم ومتقطعة تتشكل في السوائل الفائقة عند تحريكها. على عكس الدوامات الكلاسيكية، فإن تدفقها الدوامي مكموم، أي أنه يمكن أن يتخذ قيمًا مضاعفة صحيحة لوحدة أساسية. هذه الدوامات هي تجلي واسع النطاق لآليات الكم، تُظهر التدفق الخالي من الاحتكاك في السائل الفائق.Um vórtice quantizado é um redemoinho microscópico e discreto que se forma em superflúidos quando estes são postos a girar. Ao contrário dos vórtices em fluidos clássicos, a circulação destes é quantizada, significando que só pode existir em múltiplos inteiros de uma unidade fundamental. Estes vórtices são uma manifestação macroscópica da mecânica quântica, demonstrando o fluxo sem atrito do superfluido.एक क्वांटीकृत वर्तिका (क्वांटम वर्तिका) एक अत्यधिक सूक्ष्म, अलग-अलग चक्र है जो अतिसुगम द्रवों (सुपरफ्लूइड्स) में घूर्णन कराए जाने पर बनता है। इनकी परिसंचरण (सर्कुलेशन) क्वांटीकृत होता है, जिसका अर्थ है कि यह केवल एक मूल इकाई के पूर्णांक गुणकों में ही अस्तित्व में हो सकता है। ये वर्तिकाएँ क्वांटम यांत्रिकी के एक दृश्य प्रकटीकरण का निरूपण करती हैं, जो अतिसुगम द्रव के घर्षणहीन प्रवाह को दर्शाती हैं।Sebuah vorteks kuantum adalah pusaran mikroskopis yang terbentuk dalam superfluida ketika mereka diputar. Berbeda dengan vorteks fluida klasik, sirkulasinya bersifat terkuantisasi, artinya hanya dapat ada dalam kelipatan bilangan bulat dari unit dasar. Vorteks-vorteks ini merupakan manifestasi makroskopis dari mekanika kuantum, menunjukkan aliran tanpa gesekan dari superfluida tersebut.Un vortex quantifié est un tourbillon microscopique et discret qui se forme dans les superfluides lorsqu'ils sont mis en rotation. Contrairement aux vortices classiques, leur circulation est quantifiée, ce qui signifie qu'elle ne peut exister qu'en multiples entiers d'une unité fondamentale. Ces vortices constituent une manifestation macroscopique de la mécanique quantique, démontrant l'écoulement sans frottement du superfluide.量子渦（りょうしわ）とは、超流動体が回転させられたときに形成される、顕微鏡的に小さな渦である。古典的な流体の渦とは異なり、その循環（しゅんか）は量子化されており、基本単位の整数倍の値しかとらない。これらの渦は量子力学の巨視的（きょしか）な現れであり、超流動体の摩擦のない流れを示している。Квантованный вихрь — это микроскопический, дискретный вихревой поток, который образуется в сверхтекучих жидкостях, когда они начинают вращаться. В отличие от классических вихрей в жидкостях, циркуляция квантованных вихрей квантована, то есть может существовать только в целых кратных значениях фундаментальной единицы. Эти вихри являются макроскопическим проявлением квантовой механики, демонстрирующим трение в потоке сверхтекучей жидкости.Ein quantisierter Wirbel ist ein mikroskopisch kleiner, diskreter Wirbel, der in Suprafluiden entsteht, wenn diese in Rotation versetzt werden. Anders als klassische Flüssigkeitswirbel ist ihre Zirkulation quantisiert, das heißt, sie kann nur in ganzzahligen Vielfachen einer grundlegenden Einheit existieren. Diese Wirbel sind eine makroskopische Erscheinung der Quantenmechanik und demonstrieren den reibungslosen Fluss des Suprafluids.양자화된 소용돌이(quantized vortex)는 초유체가 회전할 때 형성되는 미시적이고 이산적인 소용돌이이다. 고전 유체의 소용돌이와 달리 이들의 순환은 양자화되어 있어 기본 단위의 정수 배수만 존재할 수 있다. 이러한 소용돌이는 양자역학의 거시적 표현이며, 초유체의 마찰이 없는 흐름을 보여준다.. Ketika wadah helium superfluida dirotasikan, alih-alih membentuk pusaran kontinu seperti cairan biasa, ia menghasilkan kumpulan vorteks mikroskopis yang diskret, masing-masing berupa tornado kecil yang sempurna dari superfluida yang berputar. Vorteks ini terkuantisasi, artinya kekuatan dan sirkulasinya hanya bisa memiliki nilai-nilai spesifik yang diskret, akibat langsung dari sifat kuantum mekanik fluida pada skala makroskopis.
Menantang Gravitasi: Efek Air Mancur
Aliran tanpa gesekan dari superfluid heliumObjectsuperfluid heliumSuperfluid helium refers to either helium-4 or helium-3 cooled to extreme cryogenic temperatures, where it exhibits superfluidity – a state of matter with zero viscosity and infinite thermal conductivity. This quantum fluid can flow without friction, climb container walls, and displays unique phenomena such as the fountain effect and quantized vortices.超流氦是指将氦-4或氦-3冷却到极低温的超低温条件下，表现出超流性的一种物质状态。这种量子流体具有零粘度和无限热导率，能够无摩擦流动，爬上容器壁，并表现出诸如喷泉效应和量子涡旋等独特现象。El helio superfluido se refiere al helio-4 o al helio-3 enfriados a temperaturas criogénicas extremas, donde manifiestan la superfluidez, un estado de la materia con viscosidad cero e infinita conductividad térmica. Este fluido cuántico puede fluir sin fricción, escalar las paredes de los recipientes y muestra fenómenos únicos, como el efecto fuente y vórtices cuantizados.يُشير الهليوم الفائق إلى الهليوم-4 أو الهليوم-3 المبرد إلى درجات حرارة منخفضة للغاية، حيث يظهر خاصية الفائقة السائلة وهي حالة للمادة تتميز بعدم وجود لزوجة وموصلية حرارية لا نهائية. هذا السائل الكمي يمكنه التدفق دون احتكاك، والصعود على جدران الحاويات، ويُظهر ظواهر فريدة مثل تأثير الحوض والدُوَرَانات الكمية.Hélio superfluido refere-se ao hélio-4 ou ao hélio-3 resfriado a temperaturas criogênicas extremas, onde ele exibe superfluidez – um estado da matéria com viscosidade zero e condutividade térmica infinita. Este fluido quântico pode fluir sem atrito, escalar paredes de recipientes e apresenta fenómenos únicos, como o efeito fonte e vórtices quantizados.अतिद्रव हीलियम या तो हीलियम-4 या हीलियम-3 को अत्यधिक शीतलन तापमान तक ठंडा करने पर प्राप्त होता है, जहां यह अतिद्रविता प्रदर्शित करता है - एक शून्य श्यान और अनंत ऊष्मीय चालकता वाला पदार्थ का अवस्था। यह क्वांटम द्रव घर्षण के बिना बह सकता है, बर्तन की दीवारों पर चढ़ सकता है और झार प्रभाव और मात्रात्मक वर्तिका जैसी अद्वितीय घटनाएं प्रदर्शित करता है।Helium superfluid merujuk pada helium-4 atau helium-3 yang didinginkan hingga suhu ekstrem kriogenik, di mana ia menunjukkan sifat superfluiditas—keadaan materi dengan viskositas nol dan konduktivitas termal tak terbatas. Cairan kuantum ini dapat mengalir tanpa gesekan, merayap naik dinding wadah, dan menunjukkan fenomena unik seperti efek sumber air mancur dan vorteks terkuantisasi.L'hélium superfluide désigne soit l'hélium-4, soit l'hélium-3 refroidi à des températures extrêmement cryogéniques, où il présente la superfluidité – un état de la matière caractérisé par une viscosité nulle et une conductivité thermique infinie. Ce fluide quantique peut s'écouler sans frottement, grimper le long des parois des récipients, et présente des phénomènes uniques tels que l'effet fontaine et les tourbillons quantifiés.超流動ヘリウムとは、ヘリウム4またはヘリウム3を極めて低い温度まで冷却したときに現れる超流動性を示す物質の状態を指す。この量子流体は粘性がゼロで、熱伝導度が無限大であり、摩擦なしに流れたり、容器の壁を登ったりすることができる。また、噴流効果や量子渦などの特異な現象を示す。Сверхтекучий гелий представляет собой либо гелий-4, либо гелий-3, охлажденный до экстремальных криогенных температур, где он проявляет сверхтекучесть – состояние вещества с нулевой вязкостью и бесконечной теплопроводностью. Этот квантовый флюид может течь без трения, подниматься по стенкам сосуда и демонстрировать уникальные явления, такие как фонтанный эффект и квантованные вихри.Unter superfluem Helium versteht man entweder Helium-4 oder Helium-3, das auf extreme tiefkalte Temperaturen abgekühlt wird, wodurch es Superfluidität aufweist – einen Materiezustand mit null Viskosität und unendlicher Wärmeleitfähigkeit. Dieses Quantenfluid kann reibungsfrei fließen, Behälterwände hinaufklettern und zeigt einzigartige Phänomene wie den Brunnenwirbel und quantisierte Wirbel.초유체 헬륨은 극저온 상태에서 초유체성이라는 특이한 물리적 상태를 보이는 헬륨-4 또는 헬륨-3를 말한다. 초유체성은 점성이 0이고 열전도도가 무한대인 상태로, 양자 유체의 특성이다. 이 물질은 마찰 없이 흐를 수 있으며 용기 벽을 타고 올라갈 수 있고, 분출 효과와 양자화된 소용돌이 현상과 같은 독특한 현상을 보인다. mengarah ke efek-efek yang menakjubkan, terutama efek "air mancur". Jika wadah yang berisi helium superfluida dilengkapi dengan pori-pori di bagian bawah dan dipanaskan sedikit, komponen superfluida akan mengalir ke atas melalui pori-pori tersebut dan menyembur keluar seperti air mancur. Ini terjadi karena superfluida, yang memiliki viskositas nol, dapat bergerak menuju daerah yang lebih hangat tanpa hambatan, secara efektif melarikan diri dari wadah.
Di luar helium, konsep superfluiditas berkembang ke lingkungan ekstrem lainnya. Superfluida diketahui ada dalam inti bintang neutron, di mana neutron itu sendiri membentuk cairan tanpa gesekan, memengaruhi dinamika rotasi bintang. Beberapa teori spekulatif bahkan mengusulkan "vakum superfluida" sebagai kerangka untuk gravitasi kuantum, menunjukkan bahwa jaringan ruang dan waktu itu sendiri mungkin menunjukkan sifat-sifat superfluida pada tingkat dasar.
Apa yang Masih Kita Tidak Tahu
Meskipun telah dipelajari selama beberapa dekade, teori mikroskopis yang lengkap dan terpadu yang menggambarkan semua aspek superfluiditas, terutama dalam sistem eksotis atau pada suhu yang lebih tinggi, masih belum tercapai. Mekanisme transisi di titik Lambda telah dikarakterisasi secara fenomenologis, tetapi interaksi kuantum yang tepat yang melahirkan koherensi makroskopis seperti ini masih dalam tahap penyempurnaan.
Kita juga belum memahami sepenuhnya bagaimana menghasilkan superfluida pada suhu yang lebih tinggi. Meskipun helium-3 mencapai superfluiditas pada suhu yang bahkan lebih rendah daripada helium-4 (yang memerlukan pasangan fermion), menciptakan bahan-bahan yang menunjukkan sifat-sifat tanpa gesekan ini mendekati suhu kamar bisa membuka teknologi yang revolusioner.
Dan implikasinya bagi astrofisika, dari dinamika interior bintang neutron hingga teori superfluida materi gelap yang spekulatif, masih sebagian besar teoritis. Verifikasi eksperimental terhadap perilaku superfluida dalam konteks kosmik ini menawarkan tantangan yang luar biasa.
Superfluiditas adalah pengingat konstan bahwa alam semesta, pada titik terdingin dan paling mendasarnya, menyimpan fenomena yang menantang intuisi kita sehari-hari, mengungkapkan dunia kuantum yang beroperasi dengan aturan yang asing namun indah.
Refroidir l'hélium liquide à quelques degrés seulement au-dessus du zéro absolu, et il abandonnera toute friction. Cet étrange état quantique, connu sous le nom de superfluidité, permet au fluide de défier la gravité, de s'écouler indéfiniment et de traverser des canaux microscopiques comme s'ils n'existaient pas.
En 1937, une révolution discrète en physique s'opéra lorsque deux groupes de recherche indépendants observèrent un phénomène étrange dans l'hélium liquide. À Moscou, Pyotr KapitsaPersonPyotr KapitsaA Soviet physicist, Pyotr Kapitsa was a pioneer in low-temperature physics. He was awarded the Nobel Prize in Physics in 1978 for his fundamental inventions and discoveries in the area of low-temperature physics. His 1937 observation of frictionless flow in liquid helium-4 was a pivotal discovery, marking the experimental identification of superfluidity.苏联物理学家彼得·卡皮察是低温物理领域的先驱。他因在低温物理领域的基础性发明和发现，于1978年获得诺贝尔物理学奖。他于1937年观察到液氦-4中无摩擦流动的现象，是一项关键性的发现，标志着超流性的实验确认。Físico soviético, Pyotr Kapitsa fue un pionero en física de bajas temperaturas. Fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1978 por sus invenciones y descubrimientos fundamentales en el área de la física de bajas temperaturas. Su observación en 1937 del flujo sin fricción en helio-4 líquido fue un descubrimiento crucial, marcando la identificación experimental de la superfluidez.فيزيائي سوفيتي، كان بيترو كابيتزا من пионير فيزياء درجات الحرارة المنخفضة. حصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1978 لابتكاراته واكتشافاته الأساسية في مجال فيزياء درجات الحرارة المنخفضة. كان ملاحظته عام 1937 لتدفق بدون احتكاك في الهليوم-4 سائلًا اكتشافًا محوريًا، يمثل تحديدًا تجريبيًا لظاهرة السوائل الفائقة.Um físico soviético, Pyotr Kapitsa foi pioneiro na física de baixas temperaturas. Foi agraciado com o Prêmio Nobel de Física em 1978 por suas invenções e descobertas fundamentais na área da física de baixas temperaturas. Sua observação, em 1937, do fluxo sem atrito no hélio-4 líquido foi uma descoberta fundamental, marcando a identificação experimental da superfluidez.एक सोवियत भौतिकविद, पिटर कैपित्सा निम्न तापमान भौतिकी में एक प्रारंभिक व्यक्ति थे। उन्हें 1978 में निम्न तापमान भौतिकी के क्षेत्र में उनके मूलभूत आविष्कारों और खोजों के लिए भौतिकी में नोबेल पुरस्कार दिया गया। उनकी 1937 में तरल हीलियम-4 में घर्षणरहित प्रवाह की खोज एक महत्वपूर्ण खोज थी, जिसने अतितरलता की प्रयोगात्मक पहचान को दर्शाया।Seorang fisikawan Soviet, Pyotr Kapitsa adalah seorang pionir dalam fisika suhu rendah. Ia dianugerahi Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1978 atas penemuan dan penemuan mendasarnya di bidang fisika suhu rendah. Pengamatan tahun 1937-nya mengenai aliran tanpa gesekan dalam helium cair-4 merupakan penemuan yang sangat penting, menandai identifikasi eksperimen tentang superfluiditas.Physicien soviétique, Pyotr Kapitsa fut un pionnier de la physique des basses températures. Il reçut le prix Nobel de physique en 1978 pour ses inventions et découvertes fondamentales dans le domaine de la physique des basses températures. Son observation en 1937 d'un écoulement sans frottement dans l'hélium-4 liquide constitua une découverte capitale, marquant l'identification expérimentale de la superfluidité.ソビエト連邦の物理学者、ピョートル・カピッツァは、低温物理学の先駆者である。1978年に低温物理学分野における基礎的な発明と発見に対して、物理学ノーベル賞を受賞した。1937年にヘリウム4液体における摩擦のない流れを観測したことは、超流動性の実験的同定という画期的な発見となった。Советский физик Пётр Капица был пионером в области физики низких температур. Он получил Нобелевскую премию по физике в 1978 году за фундаментальные изобретения и открытия в области физики низких температур. Его наблюдение в 1937 году трения в потоке жидкого гелия-4 стало ключевым открытием, обозначив экспериментальное определение сверхтекучести.Ein sowjetischer Physiker, Pyotr Kapiza, war ein Pionier auf dem Gebiet der Tieftemperaturphysik. Ihm wurde 1978 der Nobelpreis für Physik für seine grundlegenden Erfindungen und Entdeckungen auf dem Gebiet der Tieftemperaturphysik verliehen. Seine Beobachtung des reibungslosen Fließens von flüssigem Helium-4 im Jahr 1937 war eine wegweisende Entdeckung und markierte die experimentelle Identifizierung der Suprafluidität.소비에트 물리학자인 피ョ트르 카피차(Petr Kapitsa)는 저온 물리학 분야의 선구자였다. 그는 1978년 저온 물리학 분야에서 이루어낸 근본적인 발명과 발견으로 물리학 노벨상을 수상했다. 그는 1937년 헬륨-4 액체에서 마찰 없는 흐름을 관찰함으로써 초유체성의 실험적 확인이라는 중대한 발견을 하였다. détecta une chute brutale et spectaculaire de la résistance du liquide au flux. Simultanément, à Cambridge, John F. Allen et Don Misener publièrent leurs propres observations, confirmant ce qui semblait impossible : l'hélium-4, lorsqu'il est refroidi en dessous d'une température spécifique, perd toute friction interne.
Cette température critique, précisément 2,17 kelvin, devint connue sous le nom de Lambda pointConceptLambda pointThe Lambda point, specifically 2.17 Kelvin for helium-4, is the critical temperature below which liquid helium transitions into its superfluid state. Named for the lambda-shaped anomaly in its specific heat capacity, it marks a quantum phase transition where the liquid exhibits extraordinary properties like zero viscosity and infinite thermal conductivity.λ点，特别是氦-4的λ点为2.17开尔文，是液氦转变为超流态的关键温度。由于其比热容中出现类似希腊字母λ形状的异常，因此得名。它标志着一种量子相变，在此相变下，液体表现出诸如零粘度和无限热导率等非凡特性。El punto lambda, específicamente 2,17 kelvin para el helio-4, es la temperatura crítica por debajo de la cual el helio líquido se transforma en su estado superfluido. Nombrado por la anomalía en forma de lambda en su capacidad calorífica específica, marca una transición de fase cuántica donde el líquido muestra propiedades extraordinarias como viscosidad cero y conductividad térmica infinita.النقطة لامبدا، وهي 2.17 كلفن بالتحديد بالنسبة لليورانيوم-4، هي درجة الحرارة الحرجة تحتها يتحول الهليوم السائل إلى حالته الفائقة السائلة. سميت هذه النقطة نسبةً إلى الاستثناء الشبيه بالشكل لامبدا في سعته الحرارية النوعية، وهو ما يشير إلى انتقال كمومي في الطور حيث يظهر السائل خصائص استثنائية مثل لزوجة صفرية وموصلية حرارية لا نهائية.O ponto lambda, especificamente 2,17 kelvin para o hélio-4, é a temperatura crítica abaixo da qual o hélio líquido transiciona para seu estado superfluido. Nomeado pela anomalia em forma de lambda em sua capacidade térmica específica, marca uma transição de fase quântica na qual o líquido exibe propriedades extraordinárias, como viscosidade zero e condutividade térmica infinita.हीलियम-4 के लिए 2.17 केल्विन के लैम्ब्डा बिंदु तापमान के नीचे तरल हीलियम अपनी शुद्ध तरल अवस्था में परिवर्तित हो जाता है। इसकी विशिष्ट ऊष्मा क्षमता में लैम्ब्डा आकार की असामान्यता के लिए इसे नाम दिया गया है, जो एक क्वांटम अवस्था परिवर्तन को दर्शाता है जहाँ तरल शून्य श्यान और अनंत ऊष्मा चालकता जैसे असाधारण गुण प्रदर्शित करता है।Lambda point, secara khusus 2,17 Kelvin untuk helium-4, adalah suhu kritis di bawah mana helium cair berubah ke dalam keadaan superfluidanya. Dinamai berdasarkan anomali berbentuk lambda pada kapasitas kalor spesifiknya, titik ini menandai transisi fase kuantum di mana cairan menunjukkan sifat luar biasa seperti viskositas nol dan konduktivitas termal tak terbatas.Le point lambda, spécifiquement 2,17 kelvin pour l'hélium-4, est la température critique en dessous de laquelle l'hélium liquide entre dans son état de superfluide. Nommé d'après l'anomalie en forme de lambda de sa chaleur spécifique, il marque une transition de phase quantique où le liquide présente des propriétés extraordinaires telles que la viscosité nulle et la conductivité thermique infinie.ヘリウム4において2.17ケルビンとなるラムダ点とは、液体ヘリウムが超流動状態へと相転移する臨界温度である。この名称は、比熱容量に現れるラムダ文字（λ）に似た異常からつけられたもので、この点では液体がゼロの粘性や無限大の熱伝導率といった特異な性質を示す量子相転移を示している。Точка лямбда, в частности 2,17 Кельвина для гелия-4, это критическая температура, ниже которой жидкий гелий переходит в сверхтекучее состояние. Названная в честь аномалии в форме буквы лямбда в его удельной теплоемкости, она обозначает квантовый фазовый переход, при котором жидкость проявляет необычайные свойства, такие как нулевая вязкость и бесконечная теплопроводность.Der Lambda-Punkt, spezifisch 2,17 Kelvin für Helium-4, ist die kritische Temperatur, unterhalb derer flüssiges Helium in seinen Suprafluidzustand übergeht. Benannt nach der lambda-förmigen Anomalie in seiner spezifischen Wärmekapazität, markiert er einen quantenmechanischen Phasenübergang, bei dem die Flüssigkeit außergewöhnliche Eigenschaften wie Nullviskosität und unendliche Wärmeleitfähigkeit zeigt.헬륨-4의 경우 2.17 켈빈인 람다 포인트(lambda point)는 액체 헬륨이 초유체 상태로 전이하는 임계 온도이다. 이는 비열 용량에서 나타나는 람다 모양의 이상 현상에서 유래한 이름이다. 이 포인트는 액체가 제로 비점도와 무한한 열전도도와 같은 뛰어난 특성을 보이는 양자 상전이를 나타낸다. en raison de l'anomalie en forme de lambda observée dans sa capacité thermique spécifique. En dessous de ce seuil, l'hélium liquide-4 entre dans un état où son viscosityConceptViscosityA measure of a fluid's resistance to flow. High-viscosity fluids flow slowly (like honey), while low-viscosity fluids flow easily (like water). The incredibly high viscosity of glass at room temperature prevents any observable flow over human timescales, debunking the myth of flowing cathedral windows.粘度是衡量流体流动阻力的指标。高粘度流体流动缓慢（如蜂蜜），而低粘度流体则流动顺畅（如水）。玻璃在常温下具有极高的粘度，以至于在人类的时间尺度上无法观察到其流动，从而破除了大教堂窗户会流动的神话。Una medida de la resistencia de un fluido al flujo. Los fluidos de alta viscosidad fluyen lentamente (como la miel), mientras que los fluidos de baja viscosidad fluyen con facilidad (como el agua). La viscosidad extremadamente alta del vidrio a temperatura ambiente impide cualquier flujo observable a escalas de tiempo humanas, desmintiendo el mito del flujo de las ventanas de las catedrales.مقياس مقاومة سائل لانسيابه. تتحرك السوائل ذات اللزوجة العالية ببطء (مثل العسل)، بينما تنساب السوائل ذات اللزوجة المنخفضة بسهولة (مثل الماء). تمنع اللزوجة العالية جداً للزجاج في درجة حرارة الغرفة أي تدفق ملاحظ على مدار مدة الحياة البشرية، مما ينفي أسطورة تدفق نوافذ الكاتدرائيات.Viscosidade é uma medida da resistência de um fluido ao escoamento. Fluidos de alta viscosidade escoam-se lentamente (como o mel), enquanto fluidos de baixa viscosidade escoam-se facilmente (como a água). A viscosidade extremamente alta do vidro à temperatura ambiente impede qualquer escoamento perceptível em escalas de tempo humanas, desmentindo o mito do escoamento das janelas das catedrais.एक तरल पदार्थ के प्रवाह के प्रति प्रतिरोध की माप। उच्च श्यानता वाले तरल धीरे-धीरे प्रवाहित होते हैं (जैसे मधु), जबकि कम श्यानता वाले तरल आसानी से प्रवाहित होते हैं (जैसे पानी)। कमरे के तापमान पर कांच की अत्यधिक उच्च श्यानता मनुष्य के समय पैमाने पर कोई दृश्यमान प्रवाह रोक देती है, जो ध्वनि के चर्च खिड़कियों के प्रवाह के मिथक को तोड़ देती है।Viskositas adalah ukuran hambatan fluida terhadap alirannya. Fluida dengan viskositas tinggi mengalir lambat (seperti madu), sedangkan fluida dengan viskositas rendah mengalir dengan mudah (seperti air). Viskositas yang sangat tinggi dari kaca pada suhu kamar mencegah aliran yang dapat diamati dalam skala waktu manusia, membantah mitos tentang jendela katedral yang mengalir.La viscosité est une mesure de la résistance d'un fluide au mouvement. Les fluides à haute viscosité s'écoulent lentement (comme le miel), tandis que les fluides à faible viscosité s'écoulent facilement (comme l'eau). La viscosité extrêmement élevée du verre à température ambiante empêche tout écoulement observable sur des échelles de temps humaines, réfutant ainsi le mythe des vitraux d'églises qui s'écouleraient.流体の流れに対する抵抗を測定する尺度である。高粘度の流体はゆっくりとしか流れず（例：はちみつ）、低粘度の流体は容易に流れる（例：水）。常温下でのガラスの非常に高い粘度は、人間の時間スケールでの観測可能な流れを妨げており、カテドラルの窓が流れるとする誤解を覆している。Вязкость — это мера сопротивления жидкости течению. Жидкости с высокой вязкостью текут медленно (например, как мёд), тогда как жидкости с низкой вязкостью текут легко (например, как вода). Необычайно высокая вязкость стекла при комнатной температуре препятствует наблюдаемому течению за человеческие временные масштабы, опровергая миф о текущих витражных окнах.Ein Maß für den Widerstand einer Flüssigkeit gegen die Strömung. Flüssigkeiten mit hoher Viskosität fließen langsam (wie Honig), während Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität leicht fließen (wie Wasser). Die unglaublich hohe Viskosität von Glas bei Raumtemperatur verhindert jede beobachtbare Strömung innerhalb menschlicher Zeitskalen, was das Gerücht über die Strömung von Kathedralfenstern widerlegt.유체가 흐르는 데 저항하는 정도를 나타내는 척도이다. 높은 점도를 가진 유체는 느리게 흐르며(예: 꿀), 낮은 점도를 가진 유체는 쉽게 흐른다(예: 물). 실온에서 유리의 극도로 높은 점도는 인간의 시간 기준에서 관찰 가능한 흐름을 막아, 성당 창문이 흐른다는 미신을 반박한다., sa résistance au cisaillement, disparaît entièrement. Cela signifie qu'il peut s'écouler à travers les capillaires les plus étroits sans aucune résistance, et s'il est mis en mouvement, il continuera à circuler indéfiniment, un mouvement perpétuel inconnu des fluides classiques.
Le modèle à deux fluides et les tourbillons quantiques
Pour expliquer ces propriétés contre-intuitives, le physicien Lev Landau proposa un modèle à deux fluides. Il postula que, en dessous du point Lambda, l'hélium liquide-4 se comporte comme s'il était constitué de deux composants interpénétrants : un composant fluide normal, présentant des propriétés visqueuses ordinaires, et un composant superfluide, possédant une viscosité nulle et une conductivité thermique infinie. À mesure que la température baisse davantage vers zéro absolu, la proportion du composant superfluide augmente, dominant le comportement du liquide.
L'une des manifestations les plus frappantes de cet état à viscosité nulle est la formation de lignes de quantized vortexConceptquantized vortexA quantized vortex is a microscopic, discrete whirlpool that forms in superfluids when they are set into rotation. Unlike classical fluid vortices, their circulation is quantized, meaning it can only exist in integer multiples of a fundamental unit. These vortices are a macroscopic manifestation of quantum mechanics, demonstrating the frictionless flow of the superfluid.量子涡旋是在超流体旋转时形成的一种微观、离散的漩涡。与经典流体涡旋不同，它们的环量是量子化的，也就是说，只能以某个基本单位的整数倍存在。这些涡旋是量子力学的宏观表现，展示了超流体的无摩擦流动。Un vórtice cuantizado es un minúsculo remolino discreto que se forma en superfluidos cuando se les pone en rotación. A diferencia de los vórtices en fluidos clásicos, su circulación está cuantizada, lo que significa que solo puede existir en múltiplos enteros de una unidad fundamental. Estos vórtices son una manifestación macroscópica de la mecánica cuántica, demostrando el flujo sin fricción del superfluido.الدودة الكمومية هي دوامة صغيرة الحجم ومتقطعة تتشكل في السوائل الفائقة عند تحريكها. على عكس الدوامات الكلاسيكية، فإن تدفقها الدوامي مكموم، أي أنه يمكن أن يتخذ قيمًا مضاعفة صحيحة لوحدة أساسية. هذه الدوامات هي تجلي واسع النطاق لآليات الكم، تُظهر التدفق الخالي من الاحتكاك في السائل الفائق.Um vórtice quantizado é um redemoinho microscópico e discreto que se forma em superflúidos quando estes são postos a girar. Ao contrário dos vórtices em fluidos clássicos, a circulação destes é quantizada, significando que só pode existir em múltiplos inteiros de uma unidade fundamental. Estes vórtices são uma manifestação macroscópica da mecânica quântica, demonstrando o fluxo sem atrito do superfluido.एक क्वांटीकृत वर्तिका (क्वांटम वर्तिका) एक अत्यधिक सूक्ष्म, अलग-अलग चक्र है जो अतिसुगम द्रवों (सुपरफ्लूइड्स) में घूर्णन कराए जाने पर बनता है। इनकी परिसंचरण (सर्कुलेशन) क्वांटीकृत होता है, जिसका अर्थ है कि यह केवल एक मूल इकाई के पूर्णांक गुणकों में ही अस्तित्व में हो सकता है। ये वर्तिकाएँ क्वांटम यांत्रिकी के एक दृश्य प्रकटीकरण का निरूपण करती हैं, जो अतिसुगम द्रव के घर्षणहीन प्रवाह को दर्शाती हैं।Sebuah vorteks kuantum adalah pusaran mikroskopis yang terbentuk dalam superfluida ketika mereka diputar. Berbeda dengan vorteks fluida klasik, sirkulasinya bersifat terkuantisasi, artinya hanya dapat ada dalam kelipatan bilangan bulat dari unit dasar. Vorteks-vorteks ini merupakan manifestasi makroskopis dari mekanika kuantum, menunjukkan aliran tanpa gesekan dari superfluida tersebut.Un vortex quantifié est un tourbillon microscopique et discret qui se forme dans les superfluides lorsqu'ils sont mis en rotation. Contrairement aux vortices classiques, leur circulation est quantifiée, ce qui signifie qu'elle ne peut exister qu'en multiples entiers d'une unité fondamentale. Ces vortices constituent une manifestation macroscopique de la mécanique quantique, démontrant l'écoulement sans frottement du superfluide.量子渦（りょうしわ）とは、超流動体が回転させられたときに形成される、顕微鏡的に小さな渦である。古典的な流体の渦とは異なり、その循環（しゅんか）は量子化されており、基本単位の整数倍の値しかとらない。これらの渦は量子力学の巨視的（きょしか）な現れであり、超流動体の摩擦のない流れを示している。Квантованный вихрь — это микроскопический, дискретный вихревой поток, который образуется в сверхтекучих жидкостях, когда они начинают вращаться. В отличие от классических вихрей в жидкостях, циркуляция квантованных вихрей квантована, то есть может существовать только в целых кратных значениях фундаментальной единицы. Эти вихри являются макроскопическим проявлением квантовой механики, демонстрирующим трение в потоке сверхтекучей жидкости.Ein quantisierter Wirbel ist ein mikroskopisch kleiner, diskreter Wirbel, der in Suprafluiden entsteht, wenn diese in Rotation versetzt werden. Anders als klassische Flüssigkeitswirbel ist ihre Zirkulation quantisiert, das heißt, sie kann nur in ganzzahligen Vielfachen einer grundlegenden Einheit existieren. Diese Wirbel sind eine makroskopische Erscheinung der Quantenmechanik und demonstrieren den reibungslosen Fluss des Suprafluids.양자화된 소용돌이(quantized vortex)는 초유체가 회전할 때 형성되는 미시적이고 이산적인 소용돌이이다. 고전 유체의 소용돌이와 달리 이들의 순환은 양자화되어 있어 기본 단위의 정수 배수만 존재할 수 있다. 이러한 소용돌이는 양자역학의 거시적 표현이며, 초유체의 마찰이 없는 흐름을 보여준다.. Lorsque l'hélium superfluide contenu dans un récipient est mis en rotation, au lieu de former un tourbillon continu comme les liquides ordinaires, il génère une rangée de vortex microscopiques discrets, chacun un petit, parfait tourbillon circulaire de superfluide. Ces vortex sont quantifiés, ce qui signifie que leur intensité et leur circulation ne peuvent prendre que des valeurs spécifiques et discrètes, une conséquence directe de la nature mécanique quantique du fluide à l'échelle macroscopique.
Défier la gravité : l'effet fontaine
L'écoulement sans frottement de superfluid heliumObjectsuperfluid heliumSuperfluid helium refers to either helium-4 or helium-3 cooled to extreme cryogenic temperatures, where it exhibits superfluidity – a state of matter with zero viscosity and infinite thermal conductivity. This quantum fluid can flow without friction, climb container walls, and displays unique phenomena such as the fountain effect and quantized vortices.超流氦是指将氦-4或氦-3冷却到极低温的超低温条件下，表现出超流性的一种物质状态。这种量子流体具有零粘度和无限热导率，能够无摩擦流动，爬上容器壁，并表现出诸如喷泉效应和量子涡旋等独特现象。El helio superfluido se refiere al helio-4 o al helio-3 enfriados a temperaturas criogénicas extremas, donde manifiestan la superfluidez, un estado de la materia con viscosidad cero e infinita conductividad térmica. Este fluido cuántico puede fluir sin fricción, escalar las paredes de los recipientes y muestra fenómenos únicos, como el efecto fuente y vórtices cuantizados.يُشير الهليوم الفائق إلى الهليوم-4 أو الهليوم-3 المبرد إلى درجات حرارة منخفضة للغاية، حيث يظهر خاصية الفائقة السائلة وهي حالة للمادة تتميز بعدم وجود لزوجة وموصلية حرارية لا نهائية. هذا السائل الكمي يمكنه التدفق دون احتكاك، والصعود على جدران الحاويات، ويُظهر ظواهر فريدة مثل تأثير الحوض والدُوَرَانات الكمية.Hélio superfluido refere-se ao hélio-4 ou ao hélio-3 resfriado a temperaturas criogênicas extremas, onde ele exibe superfluidez – um estado da matéria com viscosidade zero e condutividade térmica infinita. Este fluido quântico pode fluir sem atrito, escalar paredes de recipientes e apresenta fenómenos únicos, como o efeito fonte e vórtices quantizados.अतिद्रव हीलियम या तो हीलियम-4 या हीलियम-3 को अत्यधिक शीतलन तापमान तक ठंडा करने पर प्राप्त होता है, जहां यह अतिद्रविता प्रदर्शित करता है - एक शून्य श्यान और अनंत ऊष्मीय चालकता वाला पदार्थ का अवस्था। यह क्वांटम द्रव घर्षण के बिना बह सकता है, बर्तन की दीवारों पर चढ़ सकता है और झार प्रभाव और मात्रात्मक वर्तिका जैसी अद्वितीय घटनाएं प्रदर्शित करता है।Helium superfluid merujuk pada helium-4 atau helium-3 yang didinginkan hingga suhu ekstrem kriogenik, di mana ia menunjukkan sifat superfluiditas—keadaan materi dengan viskositas nol dan konduktivitas termal tak terbatas. Cairan kuantum ini dapat mengalir tanpa gesekan, merayap naik dinding wadah, dan menunjukkan fenomena unik seperti efek sumber air mancur dan vorteks terkuantisasi.L'hélium superfluide désigne soit l'hélium-4, soit l'hélium-3 refroidi à des températures extrêmement cryogéniques, où il présente la superfluidité – un état de la matière caractérisé par une viscosité nulle et une conductivité thermique infinie. Ce fluide quantique peut s'écouler sans frottement, grimper le long des parois des récipients, et présente des phénomènes uniques tels que l'effet fontaine et les tourbillons quantifiés.超流動ヘリウムとは、ヘリウム4またはヘリウム3を極めて低い温度まで冷却したときに現れる超流動性を示す物質の状態を指す。この量子流体は粘性がゼロで、熱伝導度が無限大であり、摩擦なしに流れたり、容器の壁を登ったりすることができる。また、噴流効果や量子渦などの特異な現象を示す。Сверхтекучий гелий представляет собой либо гелий-4, либо гелий-3, охлажденный до экстремальных криогенных температур, где он проявляет сверхтекучесть – состояние вещества с нулевой вязкостью и бесконечной теплопроводностью. Этот квантовый флюид может течь без трения, подниматься по стенкам сосуда и демонстрировать уникальные явления, такие как фонтанный эффект и квантованные вихри.Unter superfluem Helium versteht man entweder Helium-4 oder Helium-3, das auf extreme tiefkalte Temperaturen abgekühlt wird, wodurch es Superfluidität aufweist – einen Materiezustand mit null Viskosität und unendlicher Wärmeleitfähigkeit. Dieses Quantenfluid kann reibungsfrei fließen, Behälterwände hinaufklettern und zeigt einzigartige Phänomene wie den Brunnenwirbel und quantisierte Wirbel.초유체 헬륨은 극저온 상태에서 초유체성이라는 특이한 물리적 상태를 보이는 헬륨-4 또는 헬륨-3를 말한다. 초유체성은 점성이 0이고 열전도도가 무한대인 상태로, 양자 유체의 특성이다. 이 물질은 마찰 없이 흐를 수 있으며 용기 벽을 타고 올라갈 수 있고, 분출 효과와 양자화된 소용돌이 현상과 같은 독특한 현상을 보인다. conduit à d'autres effets spectaculaires, notamment l'« effet fontaine ». Si une chambre contenant de l'hélium superfluide est équipée d'un bouchon poreux en bas et légèrement chauffée, le composant superfluide s'écoulera vers le haut à travers le bouchon et jaillira comme une fontaine. Cela se produit car le superfluide, n'ayant aucune viscosité, peut se déplacer vers la région plus chaude sans résistance, échappant ainsi effectivement au contenant.
Au-delà de l'hélium, le concept de superfluidité s'étend à d'autres environnements extrêmes. On pense que des superfluides existent dans les noyaux des étoiles à neutrons, où les neutrons eux-mêmes forment un fluide sans frottement, influençant la dynamique de rotation de l'étoile. Certaines théories spéculatives proposent même un « vide superfluide » comme cadre pour la gravité quantique, suggérant que le tissu fondamental de l'espace-temps pourrait présenter des propriétés similaires à celles des superfluides.
Ce que nous ne savons toujours pas
Malgré des décennies d'études, une théorie microscopique unifiée décrivant tous les aspects de la superfluidité, en particulier dans les systèmes exotiques ou à des températures plus élevées, reste évasive. Les mécanismes de transition au point Lambda sont bien caractérisés phénoménologiquement, mais les interactions quantiques précises qui donnent lieu à une telle cohérence macroscopique sont encore en cours d'affinement.
Nous manquons également d'une compréhension complète de la manière de concevoir des superfluides à plus haute température. Bien que l'hélium-3 atteigne la superfluidité à des températures encore plus basses que l'hélium-4 (nécessitant un appariement de fermions), la création de matériaux présentant ces propriétés sans frottement à des températures proches de la température ambiante pourrait débloquer des technologies transformantes.
Et les implications pour l'astrophysique, des dynamiques internes des étoiles à neutrons aux théories spéculatives sur la matière noire superfluide, restent largement théoriques. La vérification expérimentale du comportement superfluide dans ces contextes cosmiques présente des défis considérables.
La superfluidité est un rappel constant que l'univers, à son état le plus froid et fondamental, recèle des phénomènes qui défient nos intuitions quotidiennes, révélant un monde quantique fonctionnant selon des règles à la fois étrangères et élégantes.
절대영도에서 몇 도 이내로 냉각된 액체 헬륨은 마찰을 완전히 포기한다. 이처럼 이질적인 양자 상태, 즉 초유동성은 유체가 중력에 저항하고 영원히 흐르게 하며 마치 존재하지 않는 듯 미세한 통로를 자유롭게 통과할 수 있게 해준다.
1937년, 물리학에서 조용한 혁명이 일어났다. 두 독립된 연구 그룹이 액체 헬륨에서 특이한 현상을 관찰했기 때문이다. 모스크바에서 Pyotr KapitsaPersonPyotr KapitsaA Soviet physicist, Pyotr Kapitsa was a pioneer in low-temperature physics. He was awarded the Nobel Prize in Physics in 1978 for his fundamental inventions and discoveries in the area of low-temperature physics. His 1937 observation of frictionless flow in liquid helium-4 was a pivotal discovery, marking the experimental identification of superfluidity.苏联物理学家彼得·卡皮察是低温物理领域的先驱。他因在低温物理领域的基础性发明和发现，于1978年获得诺贝尔物理学奖。他于1937年观察到液氦-4中无摩擦流动的现象，是一项关键性的发现，标志着超流性的实验确认。Físico soviético, Pyotr Kapitsa fue un pionero en física de bajas temperaturas. Fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1978 por sus invenciones y descubrimientos fundamentales en el área de la física de bajas temperaturas. Su observación en 1937 del flujo sin fricción en helio-4 líquido fue un descubrimiento crucial, marcando la identificación experimental de la superfluidez.فيزيائي سوفيتي، كان بيترو كابيتزا من пионير فيزياء درجات الحرارة المنخفضة. حصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1978 لابتكاراته واكتشافاته الأساسية في مجال فيزياء درجات الحرارة المنخفضة. كان ملاحظته عام 1937 لتدفق بدون احتكاك في الهليوم-4 سائلًا اكتشافًا محوريًا، يمثل تحديدًا تجريبيًا لظاهرة السوائل الفائقة.Um físico soviético, Pyotr Kapitsa foi pioneiro na física de baixas temperaturas. Foi agraciado com o Prêmio Nobel de Física em 1978 por suas invenções e descobertas fundamentais na área da física de baixas temperaturas. Sua observação, em 1937, do fluxo sem atrito no hélio-4 líquido foi uma descoberta fundamental, marcando a identificação experimental da superfluidez.एक सोवियत भौतिकविद, पिटर कैपित्सा निम्न तापमान भौतिकी में एक प्रारंभिक व्यक्ति थे। उन्हें 1978 में निम्न तापमान भौतिकी के क्षेत्र में उनके मूलभूत आविष्कारों और खोजों के लिए भौतिकी में नोबेल पुरस्कार दिया गया। उनकी 1937 में तरल हीलियम-4 में घर्षणरहित प्रवाह की खोज एक महत्वपूर्ण खोज थी, जिसने अतितरलता की प्रयोगात्मक पहचान को दर्शाया।Seorang fisikawan Soviet, Pyotr Kapitsa adalah seorang pionir dalam fisika suhu rendah. Ia dianugerahi Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1978 atas penemuan dan penemuan mendasarnya di bidang fisika suhu rendah. Pengamatan tahun 1937-nya mengenai aliran tanpa gesekan dalam helium cair-4 merupakan penemuan yang sangat penting, menandai identifikasi eksperimen tentang superfluiditas.Physicien soviétique, Pyotr Kapitsa fut un pionnier de la physique des basses températures. Il reçut le prix Nobel de physique en 1978 pour ses inventions et découvertes fondamentales dans le domaine de la physique des basses températures. Son observation en 1937 d'un écoulement sans frottement dans l'hélium-4 liquide constitua une découverte capitale, marquant l'identification expérimentale de la superfluidité.ソビエト連邦の物理学者、ピョートル・カピッツァは、低温物理学の先駆者である。1978年に低温物理学分野における基礎的な発明と発見に対して、物理学ノーベル賞を受賞した。1937年にヘリウム4液体における摩擦のない流れを観測したことは、超流動性の実験的同定という画期的な発見となった。Советский физик Пётр Капица был пионером в области физики низких температур. Он получил Нобелевскую премию по физике в 1978 году за фундаментальные изобретения и открытия в области физики низких температур. Его наблюдение в 1937 году трения в потоке жидкого гелия-4 стало ключевым открытием, обозначив экспериментальное определение сверхтекучести.Ein sowjetischer Physiker, Pyotr Kapiza, war ein Pionier auf dem Gebiet der Tieftemperaturphysik. Ihm wurde 1978 der Nobelpreis für Physik für seine grundlegenden Erfindungen und Entdeckungen auf dem Gebiet der Tieftemperaturphysik verliehen. Seine Beobachtung des reibungslosen Fließens von flüssigem Helium-4 im Jahr 1937 war eine wegweisende Entdeckung und markierte die experimentelle Identifizierung der Suprafluidität.소비에트 물리학자인 피ョ트르 카피차(Petr Kapitsa)는 저온 물리학 분야의 선구자였다. 그는 1978년 저온 물리학 분야에서 이루어낸 근본적인 발명과 발견으로 물리학 노벨상을 수상했다. 그는 1937년 헬륨-4 액체에서 마찰 없는 흐름을 관찰함으로써 초유체성의 실험적 확인이라는 중대한 발견을 하였다.은 액체의 흐름 저항이 갑작스럽고 극적으로 감소하는 현상을 발견했다. 동시에 케임브리지에서 존 F. 앨런과 도널드 미스너는 자신들의 관찰 결과를 발표했는데, 이는 불가능해 보이는 현상이 맞다는 것을 확인해 주었다. 헬륨-4가 특정 온도 이하로 냉각되면 내부 마찰을 완전히 잃는다는 것이다.
이 중요한 온도인 정확히 2.17켈빈은 비열 용량에서 관찰된 람다 모양의 이상 현상으로 Lambda pointConceptLambda pointThe Lambda point, specifically 2.17 Kelvin for helium-4, is the critical temperature below which liquid helium transitions into its superfluid state. Named for the lambda-shaped anomaly in its specific heat capacity, it marks a quantum phase transition where the liquid exhibits extraordinary properties like zero viscosity and infinite thermal conductivity.λ点，特别是氦-4的λ点为2.17开尔文，是液氦转变为超流态的关键温度。由于其比热容中出现类似希腊字母λ形状的异常，因此得名。它标志着一种量子相变，在此相变下，液体表现出诸如零粘度和无限热导率等非凡特性。El punto lambda, específicamente 2,17 kelvin para el helio-4, es la temperatura crítica por debajo de la cual el helio líquido se transforma en su estado superfluido. Nombrado por la anomalía en forma de lambda en su capacidad calorífica específica, marca una transición de fase cuántica donde el líquido muestra propiedades extraordinarias como viscosidad cero y conductividad térmica infinita.النقطة لامبدا، وهي 2.17 كلفن بالتحديد بالنسبة لليورانيوم-4، هي درجة الحرارة الحرجة تحتها يتحول الهليوم السائل إلى حالته الفائقة السائلة. سميت هذه النقطة نسبةً إلى الاستثناء الشبيه بالشكل لامبدا في سعته الحرارية النوعية، وهو ما يشير إلى انتقال كمومي في الطور حيث يظهر السائل خصائص استثنائية مثل لزوجة صفرية وموصلية حرارية لا نهائية.O ponto lambda, especificamente 2,17 kelvin para o hélio-4, é a temperatura crítica abaixo da qual o hélio líquido transiciona para seu estado superfluido. Nomeado pela anomalia em forma de lambda em sua capacidade térmica específica, marca uma transição de fase quântica na qual o líquido exibe propriedades extraordinárias, como viscosidade zero e condutividade térmica infinita.हीलियम-4 के लिए 2.17 केल्विन के लैम्ब्डा बिंदु तापमान के नीचे तरल हीलियम अपनी शुद्ध तरल अवस्था में परिवर्तित हो जाता है। इसकी विशिष्ट ऊष्मा क्षमता में लैम्ब्डा आकार की असामान्यता के लिए इसे नाम दिया गया है, जो एक क्वांटम अवस्था परिवर्तन को दर्शाता है जहाँ तरल शून्य श्यान और अनंत ऊष्मा चालकता जैसे असाधारण गुण प्रदर्शित करता है।Lambda point, secara khusus 2,17 Kelvin untuk helium-4, adalah suhu kritis di bawah mana helium cair berubah ke dalam keadaan superfluidanya. Dinamai berdasarkan anomali berbentuk lambda pada kapasitas kalor spesifiknya, titik ini menandai transisi fase kuantum di mana cairan menunjukkan sifat luar biasa seperti viskositas nol dan konduktivitas termal tak terbatas.Le point lambda, spécifiquement 2,17 kelvin pour l'hélium-4, est la température critique en dessous de laquelle l'hélium liquide entre dans son état de superfluide. Nommé d'après l'anomalie en forme de lambda de sa chaleur spécifique, il marque une transition de phase quantique où le liquide présente des propriétés extraordinaires telles que la viscosité nulle et la conductivité thermique infinie.ヘリウム4において2.17ケルビンとなるラムダ点とは、液体ヘリウムが超流動状態へと相転移する臨界温度である。この名称は、比熱容量に現れるラムダ文字（λ）に似た異常からつけられたもので、この点では液体がゼロの粘性や無限大の熱伝導率といった特異な性質を示す量子相転移を示している。Точка лямбда, в частности 2,17 Кельвина для гелия-4, это критическая температура, ниже которой жидкий гелий переходит в сверхтекучее состояние. Названная в честь аномалии в форме буквы лямбда в его удельной теплоемкости, она обозначает квантовый фазовый переход, при котором жидкость проявляет необычайные свойства, такие как нулевая вязкость и бесконечная теплопроводность.Der Lambda-Punkt, spezifisch 2,17 Kelvin für Helium-4, ist die kritische Temperatur, unterhalb derer flüssiges Helium in seinen Suprafluidzustand übergeht. Benannt nach der lambda-förmigen Anomalie in seiner spezifischen Wärmekapazität, markiert er einen quantenmechanischen Phasenübergang, bei dem die Flüssigkeit außergewöhnliche Eigenschaften wie Nullviskosität und unendliche Wärmeleitfähigkeit zeigt.헬륨-4의 경우 2.17 켈빈인 람다 포인트(lambda point)는 액체 헬륨이 초유체 상태로 전이하는 임계 온도이다. 이는 비열 용량에서 나타나는 람다 모양의 이상 현상에서 유래한 이름이다. 이 포인트는 액체가 제로 비점도와 무한한 열전도도와 같은 뛰어난 특성을 보이는 양자 상전이를 나타낸다.으로 알려지게 되었다. 이 임계 온도 이하로 떨어지면 액체 헬륨-4는 viscosityConceptViscosityA measure of a fluid's resistance to flow. High-viscosity fluids flow slowly (like honey), while low-viscosity fluids flow easily (like water). The incredibly high viscosity of glass at room temperature prevents any observable flow over human timescales, debunking the myth of flowing cathedral windows.粘度是衡量流体流动阻力的指标。高粘度流体流动缓慢（如蜂蜜），而低粘度流体则流动顺畅（如水）。玻璃在常温下具有极高的粘度，以至于在人类的时间尺度上无法观察到其流动，从而破除了大教堂窗户会流动的神话。Una medida de la resistencia de un fluido al flujo. Los fluidos de alta viscosidad fluyen lentamente (como la miel), mientras que los fluidos de baja viscosidad fluyen con facilidad (como el agua). La viscosidad extremadamente alta del vidrio a temperatura ambiente impide cualquier flujo observable a escalas de tiempo humanas, desmintiendo el mito del flujo de las ventanas de las catedrales.مقياس مقاومة سائل لانسيابه. تتحرك السوائل ذات اللزوجة العالية ببطء (مثل العسل)، بينما تنساب السوائل ذات اللزوجة المنخفضة بسهولة (مثل الماء). تمنع اللزوجة العالية جداً للزجاج في درجة حرارة الغرفة أي تدفق ملاحظ على مدار مدة الحياة البشرية، مما ينفي أسطورة تدفق نوافذ الكاتدرائيات.Viscosidade é uma medida da resistência de um fluido ao escoamento. Fluidos de alta viscosidade escoam-se lentamente (como o mel), enquanto fluidos de baixa viscosidade escoam-se facilmente (como a água). A viscosidade extremamente alta do vidro à temperatura ambiente impede qualquer escoamento perceptível em escalas de tempo humanas, desmentindo o mito do escoamento das janelas das catedrais.एक तरल पदार्थ के प्रवाह के प्रति प्रतिरोध की माप। उच्च श्यानता वाले तरल धीरे-धीरे प्रवाहित होते हैं (जैसे मधु), जबकि कम श्यानता वाले तरल आसानी से प्रवाहित होते हैं (जैसे पानी)। कमरे के तापमान पर कांच की अत्यधिक उच्च श्यानता मनुष्य के समय पैमाने पर कोई दृश्यमान प्रवाह रोक देती है, जो ध्वनि के चर्च खिड़कियों के प्रवाह के मिथक को तोड़ देती है।Viskositas adalah ukuran hambatan fluida terhadap alirannya. Fluida dengan viskositas tinggi mengalir lambat (seperti madu), sedangkan fluida dengan viskositas rendah mengalir dengan mudah (seperti air). Viskositas yang sangat tinggi dari kaca pada suhu kamar mencegah aliran yang dapat diamati dalam skala waktu manusia, membantah mitos tentang jendela katedral yang mengalir.La viscosité est une mesure de la résistance d'un fluide au mouvement. Les fluides à haute viscosité s'écoulent lentement (comme le miel), tandis que les fluides à faible viscosité s'écoulent facilement (comme l'eau). La viscosité extrêmement élevée du verre à température ambiante empêche tout écoulement observable sur des échelles de temps humaines, réfutant ainsi le mythe des vitraux d'églises qui s'écouleraient.流体の流れに対する抵抗を測定する尺度である。高粘度の流体はゆっくりとしか流れず（例：はちみつ）、低粘度の流体は容易に流れる（例：水）。常温下でのガラスの非常に高い粘度は、人間の時間スケールでの観測可能な流れを妨げており、カテドラルの窓が流れるとする誤解を覆している。Вязкость — это мера сопротивления жидкости течению. Жидкости с высокой вязкостью текут медленно (например, как мёд), тогда как жидкости с низкой вязкостью текут легко (например, как вода). Необычайно высокая вязкость стекла при комнатной температуре препятствует наблюдаемому течению за человеческие временные масштабы, опровергая миф о текущих витражных окнах.Ein Maß für den Widerstand einer Flüssigkeit gegen die Strömung. Flüssigkeiten mit hoher Viskosität fließen langsam (wie Honig), während Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität leicht fließen (wie Wasser). Die unglaublich hohe Viskosität von Glas bei Raumtemperatur verhindert jede beobachtbare Strömung innerhalb menschlicher Zeitskalen, was das Gerücht über die Strömung von Kathedralfenstern widerlegt.유체가 흐르는 데 저항하는 정도를 나타내는 척도이다. 높은 점도를 가진 유체는 느리게 흐르며(예: 꿀), 낮은 점도를 가진 유체는 쉽게 흐른다(예: 물). 실온에서 유리의 극도로 높은 점도는 인간의 시간 기준에서 관찰 가능한 흐름을 막아, 성당 창문이 흐른다는 미신을 반박한다.가 완전히 사라지는 상태에 들어선다. 즉, 액체는 가장 미세한 모세관을 통해 저항 없이 흐를 수 있으며, 한 번 움직이기 시작하면 영원히 순환 운동을 계속할 수 있다. 이는 고전적인 유체에서는 볼 수 없는 영속적인 운동이다.
양성 유체 모델과 양자 소용돌이
이러한 역설적인 성질을 설명하기 위해 물리학자 레프 란다우는 양성 유체 모델을 제안했다. 그는 람다 점 이하에서 액체 헬륨-4가 마치 두 개의 서로 관통하는 성분으로 구성된 것처럼 행동한다고 주장했다. 하나는 일반적인 점성 특성을 보이는 정상 유체 성분이고, 다른 하나는 점성이 0이며 열전도도가 무한한 초유체 성분이다. 온도가 점점 절대 영도에 가까워질수록 초유체 성분의 비율이 증가하며, 유체의 행동을 지배한다.
이 점성이 0인 상태의 가장 인상적인 현상 중 하나는 quantized vortexConceptquantized vortexA quantized vortex is a microscopic, discrete whirlpool that forms in superfluids when they are set into rotation. Unlike classical fluid vortices, their circulation is quantized, meaning it can only exist in integer multiples of a fundamental unit. These vortices are a macroscopic manifestation of quantum mechanics, demonstrating the frictionless flow of the superfluid.量子涡旋是在超流体旋转时形成的一种微观、离散的漩涡。与经典流体涡旋不同，它们的环量是量子化的，也就是说，只能以某个基本单位的整数倍存在。这些涡旋是量子力学的宏观表现，展示了超流体的无摩擦流动。Un vórtice cuantizado es un minúsculo remolino discreto que se forma en superfluidos cuando se les pone en rotación. A diferencia de los vórtices en fluidos clásicos, su circulación está cuantizada, lo que significa que solo puede existir en múltiplos enteros de una unidad fundamental. Estos vórtices son una manifestación macroscópica de la mecánica cuántica, demostrando el flujo sin fricción del superfluido.الدودة الكمومية هي دوامة صغيرة الحجم ومتقطعة تتشكل في السوائل الفائقة عند تحريكها. على عكس الدوامات الكلاسيكية، فإن تدفقها الدوامي مكموم، أي أنه يمكن أن يتخذ قيمًا مضاعفة صحيحة لوحدة أساسية. هذه الدوامات هي تجلي واسع النطاق لآليات الكم، تُظهر التدفق الخالي من الاحتكاك في السائل الفائق.Um vórtice quantizado é um redemoinho microscópico e discreto que se forma em superflúidos quando estes são postos a girar. Ao contrário dos vórtices em fluidos clássicos, a circulação destes é quantizada, significando que só pode existir em múltiplos inteiros de uma unidade fundamental. Estes vórtices são uma manifestação macroscópica da mecânica quântica, demonstrando o fluxo sem atrito do superfluido.एक क्वांटीकृत वर्तिका (क्वांटम वर्तिका) एक अत्यधिक सूक्ष्म, अलग-अलग चक्र है जो अतिसुगम द्रवों (सुपरफ्लूइड्स) में घूर्णन कराए जाने पर बनता है। इनकी परिसंचरण (सर्कुलेशन) क्वांटीकृत होता है, जिसका अर्थ है कि यह केवल एक मूल इकाई के पूर्णांक गुणकों में ही अस्तित्व में हो सकता है। ये वर्तिकाएँ क्वांटम यांत्रिकी के एक दृश्य प्रकटीकरण का निरूपण करती हैं, जो अतिसुगम द्रव के घर्षणहीन प्रवाह को दर्शाती हैं।Sebuah vorteks kuantum adalah pusaran mikroskopis yang terbentuk dalam superfluida ketika mereka diputar. Berbeda dengan vorteks fluida klasik, sirkulasinya bersifat terkuantisasi, artinya hanya dapat ada dalam kelipatan bilangan bulat dari unit dasar. Vorteks-vorteks ini merupakan manifestasi makroskopis dari mekanika kuantum, menunjukkan aliran tanpa gesekan dari superfluida tersebut.Un vortex quantifié est un tourbillon microscopique et discret qui se forme dans les superfluides lorsqu'ils sont mis en rotation. Contrairement aux vortices classiques, leur circulation est quantifiée, ce qui signifie qu'elle ne peut exister qu'en multiples entiers d'une unité fondamentale. Ces vortices constituent une manifestation macroscopique de la mécanique quantique, démontrant l'écoulement sans frottement du superfluide.量子渦（りょうしわ）とは、超流動体が回転させられたときに形成される、顕微鏡的に小さな渦である。古典的な流体の渦とは異なり、その循環（しゅんか）は量子化されており、基本単位の整数倍の値しかとらない。これらの渦は量子力学の巨視的（きょしか）な現れであり、超流動体の摩擦のない流れを示している。Квантованный вихрь — это микроскопический, дискретный вихревой поток, который образуется в сверхтекучих жидкостях, когда они начинают вращаться. В отличие от классических вихрей в жидкостях, циркуляция квантованных вихрей квантована, то есть может существовать только в целых кратных значениях фундаментальной единицы. Эти вихри являются макроскопическим проявлением квантовой механики, демонстрирующим трение в потоке сверхтекучей жидкости.Ein quantisierter Wirbel ist ein mikroskopisch kleiner, diskreter Wirbel, der in Suprafluiden entsteht, wenn diese in Rotation versetzt werden. Anders als klassische Flüssigkeitswirbel ist ihre Zirkulation quantisiert, das heißt, sie kann nur in ganzzahligen Vielfachen einer grundlegenden Einheit existieren. Diese Wirbel sind eine makroskopische Erscheinung der Quantenmechanik und demonstrieren den reibungslosen Fluss des Suprafluids.양자화된 소용돌이(quantized vortex)는 초유체가 회전할 때 형성되는 미시적이고 이산적인 소용돌이이다. 고전 유체의 소용돌이와 달리 이들의 순환은 양자화되어 있어 기본 단위의 정수 배수만 존재할 수 있다. 이러한 소용돌이는 양자역학의 거시적 표현이며, 초유체의 마찰이 없는 흐름을 보여준다. 선의 형성이다. 초유체 헬륨이 담긴 용기를 회전시키면, 보통 액체처럼 연속적인 소용돌이가 생기지 않고, 대신 이산적이고 미세한 소용돌이들이 배열된 형태로 나타난다. 각각은 순환하는 초유체로 구성된 완벽한 작은 소용돌이, 즉 작은 토네이도처럼 보인다. 이 소용돌이들은 양자화되어 있으며, 그 강도와 순환이 특정한 이산적인 값만을 가질 수 있다는 점에서, 유체의 거시적 규모에서 나타나는 양자 역학적 성질의 직접적 결과이다.
중력에 저항하는 현상: 분수 효과
superfluid heliumObjectsuperfluid heliumSuperfluid helium refers to either helium-4 or helium-3 cooled to extreme cryogenic temperatures, where it exhibits superfluidity – a state of matter with zero viscosity and infinite thermal conductivity. This quantum fluid can flow without friction, climb container walls, and displays unique phenomena such as the fountain effect and quantized vortices.超流氦是指将氦-4或氦-3冷却到极低温的超低温条件下，表现出超流性的一种物质状态。这种量子流体具有零粘度和无限热导率，能够无摩擦流动，爬上容器壁，并表现出诸如喷泉效应和量子涡旋等独特现象。El helio superfluido se refiere al helio-4 o al helio-3 enfriados a temperaturas criogénicas extremas, donde manifiestan la superfluidez, un estado de la materia con viscosidad cero e infinita conductividad térmica. Este fluido cuántico puede fluir sin fricción, escalar las paredes de los recipientes y muestra fenómenos únicos, como el efecto fuente y vórtices cuantizados.يُشير الهليوم الفائق إلى الهليوم-4 أو الهليوم-3 المبرد إلى درجات حرارة منخفضة للغاية، حيث يظهر خاصية الفائقة السائلة وهي حالة للمادة تتميز بعدم وجود لزوجة وموصلية حرارية لا نهائية. هذا السائل الكمي يمكنه التدفق دون احتكاك، والصعود على جدران الحاويات، ويُظهر ظواهر فريدة مثل تأثير الحوض والدُوَرَانات الكمية.Hélio superfluido refere-se ao hélio-4 ou ao hélio-3 resfriado a temperaturas criogênicas extremas, onde ele exibe superfluidez – um estado da matéria com viscosidade zero e condutividade térmica infinita. Este fluido quântico pode fluir sem atrito, escalar paredes de recipientes e apresenta fenómenos únicos, como o efeito fonte e vórtices quantizados.अतिद्रव हीलियम या तो हीलियम-4 या हीलियम-3 को अत्यधिक शीतलन तापमान तक ठंडा करने पर प्राप्त होता है, जहां यह अतिद्रविता प्रदर्शित करता है - एक शून्य श्यान और अनंत ऊष्मीय चालकता वाला पदार्थ का अवस्था। यह क्वांटम द्रव घर्षण के बिना बह सकता है, बर्तन की दीवारों पर चढ़ सकता है और झार प्रभाव और मात्रात्मक वर्तिका जैसी अद्वितीय घटनाएं प्रदर्शित करता है।Helium superfluid merujuk pada helium-4 atau helium-3 yang didinginkan hingga suhu ekstrem kriogenik, di mana ia menunjukkan sifat superfluiditas—keadaan materi dengan viskositas nol dan konduktivitas termal tak terbatas. Cairan kuantum ini dapat mengalir tanpa gesekan, merayap naik dinding wadah, dan menunjukkan fenomena unik seperti efek sumber air mancur dan vorteks terkuantisasi.L'hélium superfluide désigne soit l'hélium-4, soit l'hélium-3 refroidi à des températures extrêmement cryogéniques, où il présente la superfluidité – un état de la matière caractérisé par une viscosité nulle et une conductivité thermique infinie. Ce fluide quantique peut s'écouler sans frottement, grimper le long des parois des récipients, et présente des phénomènes uniques tels que l'effet fontaine et les tourbillons quantifiés.超流動ヘリウムとは、ヘリウム4またはヘリウム3を極めて低い温度まで冷却したときに現れる超流動性を示す物質の状態を指す。この量子流体は粘性がゼロで、熱伝導度が無限大であり、摩擦なしに流れたり、容器の壁を登ったりすることができる。また、噴流効果や量子渦などの特異な現象を示す。Сверхтекучий гелий представляет собой либо гелий-4, либо гелий-3, охлажденный до экстремальных криогенных температур, где он проявляет сверхтекучесть – состояние вещества с нулевой вязкостью и бесконечной теплопроводностью. Этот квантовый флюид может течь без трения, подниматься по стенкам сосуда и демонстрировать уникальные явления, такие как фонтанный эффект и квантованные вихри.Unter superfluem Helium versteht man entweder Helium-4 oder Helium-3, das auf extreme tiefkalte Temperaturen abgekühlt wird, wodurch es Superfluidität aufweist – einen Materiezustand mit null Viskosität und unendlicher Wärmeleitfähigkeit. Dieses Quantenfluid kann reibungsfrei fließen, Behälterwände hinaufklettern und zeigt einzigartige Phänomene wie den Brunnenwirbel und quantisierte Wirbel.초유체 헬륨은 극저온 상태에서 초유체성이라는 특이한 물리적 상태를 보이는 헬륨-4 또는 헬륨-3를 말한다. 초유체성은 점성이 0이고 열전도도가 무한대인 상태로, 양자 유체의 특성이다. 이 물질은 마찰 없이 흐를 수 있으며 용기 벽을 타고 올라갈 수 있고, 분출 효과와 양자화된 소용돌이 현상과 같은 독특한 현상을 보인다.의 마찰 없는 흐름은 또 다른 놀라운 현상인 '분수 효과'를 초래한다. 초유체 헬륨이 담긴 용기에 바닥에 다공성 막대 설치하고 약간 가열하면, 초유체 성분이 막을 통해 위로 흘러나와 분수처럼 분출된다. 이는 초유체가 점성이 0이기 때문에, 저항 없이 더 따뜻한 지역으로 흐를 수 있기 때문이다. 결국 용기에서 벗어나게 된다.
헬륨을 넘어서서도 초유체성은 극한 환경에서 나타날 수 있다. 중성자별의 중심부에서는 중성자 자체가 마찰이 없는 유체로 존재한다고 이론화되어 있으며, 이는 별의 회전 역학에 영향을 미친다. 일부 추측적 이론에서는 양자 중력의 틀로 '초유체 진공'을 제안하기도 했다. 이에 따르면, 시공간의 근본적 수준에서는 초유체와 유사한 성질이 나타날 수 있다.
여전히 알지 못하는 것들
수십 년의 연구를 거쳤음에도 불구하고, 초유체성의 모든 측면을 설명하는 완전하고 통합된 미시적 이론은 여전히 존재하지 않는다. 특히 이질적인 체계나 더 높은 온도에서의 초유체성을 설명하는 이론은 여전히 미완성 상태이다. 람다 점에서의 전이 메커니즘은 현상적으로 잘 설명되어 있지만, 그러한 거시적 일관성을 일으키는 정확한 양자 상호작용은 여전히 연구 중이다.
또한, 고온에서의 초유체를 어떻게 설계할 수 있을지에 대한 완전한 이해도 부족하다. 헬륨-3는 헬륨-4보다 더 낮은 온도에서 초유체성을 보이지만(페르미온 쌍 형성 필요), 실온에 가까운 온도에서 이러한 마찰 없는 성질을 보이는 물질을 만든다면 혁신적인 기술이 가능할 것이다.
또한, 천문학적 맥락에서의 함의, 즉 중성자별 내부 역학이나 초유체형 암흑 물질 이론에 대해서도 여전히 이론적 수준에 머무르고 있다. 이러한 우주적 맥락에서 초유체성의 실험적 검증은 어려운 과제로 남아 있다.
초유체성은 우주의 가장 차가운 근본적 층에서 일어나는 현상들을 통해, 우리의 일상적인 직관을 도전하는 동시에, 이질적이고 우아한 법칙을 따르는 양자 세계가 존재함을 상기시켜 준다.
Kühle flüssiges Helium auf einige Grad über dem absoluten Nullpunkt ab, und es wird jede Reibung aufgeben. Dieser seltsame Quantenzustand, bekannt als Suprafluidität, ermöglicht dem Fluid, der Schwerkraft zu entgehen, ewig zu fließen und mikroskopisch kleine Kanäle so zu durchqueren, als ob sie nicht existierten.
Im Jahr 1937 fand eine stille Revolution in der Physik statt, als zwei unabhängige Forschungsgruppen ein seltsames Phänomen in flüssigem Helium beobachteten. In Moskau entdeckte Pyotr KapitsaPersonPyotr KapitsaA Soviet physicist, Pyotr Kapitsa was a pioneer in low-temperature physics. He was awarded the Nobel Prize in Physics in 1978 for his fundamental inventions and discoveries in the area of low-temperature physics. His 1937 observation of frictionless flow in liquid helium-4 was a pivotal discovery, marking the experimental identification of superfluidity.苏联物理学家彼得·卡皮察是低温物理领域的先驱。他因在低温物理领域的基础性发明和发现，于1978年获得诺贝尔物理学奖。他于1937年观察到液氦-4中无摩擦流动的现象，是一项关键性的发现，标志着超流性的实验确认。Físico soviético, Pyotr Kapitsa fue un pionero en física de bajas temperaturas. Fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1978 por sus invenciones y descubrimientos fundamentales en el área de la física de bajas temperaturas. Su observación en 1937 del flujo sin fricción en helio-4 líquido fue un descubrimiento crucial, marcando la identificación experimental de la superfluidez.فيزيائي سوفيتي، كان بيترو كابيتزا من пионير فيزياء درجات الحرارة المنخفضة. حصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1978 لابتكاراته واكتشافاته الأساسية في مجال فيزياء درجات الحرارة المنخفضة. كان ملاحظته عام 1937 لتدفق بدون احتكاك في الهليوم-4 سائلًا اكتشافًا محوريًا، يمثل تحديدًا تجريبيًا لظاهرة السوائل الفائقة.Um físico soviético, Pyotr Kapitsa foi pioneiro na física de baixas temperaturas. Foi agraciado com o Prêmio Nobel de Física em 1978 por suas invenções e descobertas fundamentais na área da física de baixas temperaturas. Sua observação, em 1937, do fluxo sem atrito no hélio-4 líquido foi uma descoberta fundamental, marcando a identificação experimental da superfluidez.एक सोवियत भौतिकविद, पिटर कैपित्सा निम्न तापमान भौतिकी में एक प्रारंभिक व्यक्ति थे। उन्हें 1978 में निम्न तापमान भौतिकी के क्षेत्र में उनके मूलभूत आविष्कारों और खोजों के लिए भौतिकी में नोबेल पुरस्कार दिया गया। उनकी 1937 में तरल हीलियम-4 में घर्षणरहित प्रवाह की खोज एक महत्वपूर्ण खोज थी, जिसने अतितरलता की प्रयोगात्मक पहचान को दर्शाया।Seorang fisikawan Soviet, Pyotr Kapitsa adalah seorang pionir dalam fisika suhu rendah. Ia dianugerahi Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1978 atas penemuan dan penemuan mendasarnya di bidang fisika suhu rendah. Pengamatan tahun 1937-nya mengenai aliran tanpa gesekan dalam helium cair-4 merupakan penemuan yang sangat penting, menandai identifikasi eksperimen tentang superfluiditas.Physicien soviétique, Pyotr Kapitsa fut un pionnier de la physique des basses températures. Il reçut le prix Nobel de physique en 1978 pour ses inventions et découvertes fondamentales dans le domaine de la physique des basses températures. Son observation en 1937 d'un écoulement sans frottement dans l'hélium-4 liquide constitua une découverte capitale, marquant l'identification expérimentale de la superfluidité.ソビエト連邦の物理学者、ピョートル・カピッツァは、低温物理学の先駆者である。1978年に低温物理学分野における基礎的な発明と発見に対して、物理学ノーベル賞を受賞した。1937年にヘリウム4液体における摩擦のない流れを観測したことは、超流動性の実験的同定という画期的な発見となった。Советский физик Пётр Капица был пионером в области физики низких температур. Он получил Нобелевскую премию по физике в 1978 году за фундаментальные изобретения и открытия в области физики низких температур. Его наблюдение в 1937 году трения в потоке жидкого гелия-4 стало ключевым открытием, обозначив экспериментальное определение сверхтекучести.Ein sowjetischer Physiker, Pyotr Kapiza, war ein Pionier auf dem Gebiet der Tieftemperaturphysik. Ihm wurde 1978 der Nobelpreis für Physik für seine grundlegenden Erfindungen und Entdeckungen auf dem Gebiet der Tieftemperaturphysik verliehen. Seine Beobachtung des reibungslosen Fließens von flüssigem Helium-4 im Jahr 1937 war eine wegweisende Entdeckung und markierte die experimentelle Identifizierung der Suprafluidität.소비에트 물리학자인 피ョ트르 카피차(Petr Kapitsa)는 저온 물리학 분야의 선구자였다. 그는 1978년 저온 물리학 분야에서 이루어낸 근본적인 발명과 발견으로 물리학 노벨상을 수상했다. 그는 1937년 헬륨-4 액체에서 마찰 없는 흐름을 관찰함으로써 초유체성의 실험적 확인이라는 중대한 발견을 하였다. einen plötzlichen, dramatischen Abfall des Widerstands der Flüssigkeit gegen Strömung. Gleichzeitig veröffentlichten John F. Allen und Don Misener in Cambridge ihre eigenen Beobachtungen, bestätigten, was unmöglich schien: Helium-4 verliert unterhalb einer bestimmten Temperatur alle innere Reibung.
Diese kritische Temperatur, genau 2,17 Kelvin, wurde als Lambda pointConceptLambda pointThe Lambda point, specifically 2.17 Kelvin for helium-4, is the critical temperature below which liquid helium transitions into its superfluid state. Named for the lambda-shaped anomaly in its specific heat capacity, it marks a quantum phase transition where the liquid exhibits extraordinary properties like zero viscosity and infinite thermal conductivity.λ点，特别是氦-4的λ点为2.17开尔文，是液氦转变为超流态的关键温度。由于其比热容中出现类似希腊字母λ形状的异常，因此得名。它标志着一种量子相变，在此相变下，液体表现出诸如零粘度和无限热导率等非凡特性。El punto lambda, específicamente 2,17 kelvin para el helio-4, es la temperatura crítica por debajo de la cual el helio líquido se transforma en su estado superfluido. Nombrado por la anomalía en forma de lambda en su capacidad calorífica específica, marca una transición de fase cuántica donde el líquido muestra propiedades extraordinarias como viscosidad cero y conductividad térmica infinita.النقطة لامبدا، وهي 2.17 كلفن بالتحديد بالنسبة لليورانيوم-4، هي درجة الحرارة الحرجة تحتها يتحول الهليوم السائل إلى حالته الفائقة السائلة. سميت هذه النقطة نسبةً إلى الاستثناء الشبيه بالشكل لامبدا في سعته الحرارية النوعية، وهو ما يشير إلى انتقال كمومي في الطور حيث يظهر السائل خصائص استثنائية مثل لزوجة صفرية وموصلية حرارية لا نهائية.O ponto lambda, especificamente 2,17 kelvin para o hélio-4, é a temperatura crítica abaixo da qual o hélio líquido transiciona para seu estado superfluido. Nomeado pela anomalia em forma de lambda em sua capacidade térmica específica, marca uma transição de fase quântica na qual o líquido exibe propriedades extraordinárias, como viscosidade zero e condutividade térmica infinita.हीलियम-4 के लिए 2.17 केल्विन के लैम्ब्डा बिंदु तापमान के नीचे तरल हीलियम अपनी शुद्ध तरल अवस्था में परिवर्तित हो जाता है। इसकी विशिष्ट ऊष्मा क्षमता में लैम्ब्डा आकार की असामान्यता के लिए इसे नाम दिया गया है, जो एक क्वांटम अवस्था परिवर्तन को दर्शाता है जहाँ तरल शून्य श्यान और अनंत ऊष्मा चालकता जैसे असाधारण गुण प्रदर्शित करता है।Lambda point, secara khusus 2,17 Kelvin untuk helium-4, adalah suhu kritis di bawah mana helium cair berubah ke dalam keadaan superfluidanya. Dinamai berdasarkan anomali berbentuk lambda pada kapasitas kalor spesifiknya, titik ini menandai transisi fase kuantum di mana cairan menunjukkan sifat luar biasa seperti viskositas nol dan konduktivitas termal tak terbatas.Le point lambda, spécifiquement 2,17 kelvin pour l'hélium-4, est la température critique en dessous de laquelle l'hélium liquide entre dans son état de superfluide. Nommé d'après l'anomalie en forme de lambda de sa chaleur spécifique, il marque une transition de phase quantique où le liquide présente des propriétés extraordinaires telles que la viscosité nulle et la conductivité thermique infinie.ヘリウム4において2.17ケルビンとなるラムダ点とは、液体ヘリウムが超流動状態へと相転移する臨界温度である。この名称は、比熱容量に現れるラムダ文字（λ）に似た異常からつけられたもので、この点では液体がゼロの粘性や無限大の熱伝導率といった特異な性質を示す量子相転移を示している。Точка лямбда, в частности 2,17 Кельвина для гелия-4, это критическая температура, ниже которой жидкий гелий переходит в сверхтекучее состояние. Названная в честь аномалии в форме буквы лямбда в его удельной теплоемкости, она обозначает квантовый фазовый переход, при котором жидкость проявляет необычайные свойства, такие как нулевая вязкость и бесконечная теплопроводность.Der Lambda-Punkt, spezifisch 2,17 Kelvin für Helium-4, ist die kritische Temperatur, unterhalb derer flüssiges Helium in seinen Suprafluidzustand übergeht. Benannt nach der lambda-förmigen Anomalie in seiner spezifischen Wärmekapazität, markiert er einen quantenmechanischen Phasenübergang, bei dem die Flüssigkeit außergewöhnliche Eigenschaften wie Nullviskosität und unendliche Wärmeleitfähigkeit zeigt.헬륨-4의 경우 2.17 켈빈인 람다 포인트(lambda point)는 액체 헬륨이 초유체 상태로 전이하는 임계 온도이다. 이는 비열 용량에서 나타나는 람다 모양의 이상 현상에서 유래한 이름이다. 이 포인트는 액체가 제로 비점도와 무한한 열전도도와 같은 뛰어난 특성을 보이는 양자 상전이를 나타낸다. bekannt, aufgrund der lambda-förmigen Anomalie, die in seiner spezifischen Wärmekapazität beobachtet wurde. Unterhalb dieses Schwellenwerts gelangt flüssiges Helium-4 in einen Zustand, in dem seine viscosityConceptViscosityA measure of a fluid's resistance to flow. High-viscosity fluids flow slowly (like honey), while low-viscosity fluids flow easily (like water). The incredibly high viscosity of glass at room temperature prevents any observable flow over human timescales, debunking the myth of flowing cathedral windows.粘度是衡量流体流动阻力的指标。高粘度流体流动缓慢（如蜂蜜），而低粘度流体则流动顺畅（如水）。玻璃在常温下具有极高的粘度，以至于在人类的时间尺度上无法观察到其流动，从而破除了大教堂窗户会流动的神话。Una medida de la resistencia de un fluido al flujo. Los fluidos de alta viscosidad fluyen lentamente (como la miel), mientras que los fluidos de baja viscosidad fluyen con facilidad (como el agua). La viscosidad extremadamente alta del vidrio a temperatura ambiente impide cualquier flujo observable a escalas de tiempo humanas, desmintiendo el mito del flujo de las ventanas de las catedrales.مقياس مقاومة سائل لانسيابه. تتحرك السوائل ذات اللزوجة العالية ببطء (مثل العسل)، بينما تنساب السوائل ذات اللزوجة المنخفضة بسهولة (مثل الماء). تمنع اللزوجة العالية جداً للزجاج في درجة حرارة الغرفة أي تدفق ملاحظ على مدار مدة الحياة البشرية، مما ينفي أسطورة تدفق نوافذ الكاتدرائيات.Viscosidade é uma medida da resistência de um fluido ao escoamento. Fluidos de alta viscosidade escoam-se lentamente (como o mel), enquanto fluidos de baixa viscosidade escoam-se facilmente (como a água). A viscosidade extremamente alta do vidro à temperatura ambiente impede qualquer escoamento perceptível em escalas de tempo humanas, desmentindo o mito do escoamento das janelas das catedrais.एक तरल पदार्थ के प्रवाह के प्रति प्रतिरोध की माप। उच्च श्यानता वाले तरल धीरे-धीरे प्रवाहित होते हैं (जैसे मधु), जबकि कम श्यानता वाले तरल आसानी से प्रवाहित होते हैं (जैसे पानी)। कमरे के तापमान पर कांच की अत्यधिक उच्च श्यानता मनुष्य के समय पैमाने पर कोई दृश्यमान प्रवाह रोक देती है, जो ध्वनि के चर्च खिड़कियों के प्रवाह के मिथक को तोड़ देती है।Viskositas adalah ukuran hambatan fluida terhadap alirannya. Fluida dengan viskositas tinggi mengalir lambat (seperti madu), sedangkan fluida dengan viskositas rendah mengalir dengan mudah (seperti air). Viskositas yang sangat tinggi dari kaca pada suhu kamar mencegah aliran yang dapat diamati dalam skala waktu manusia, membantah mitos tentang jendela katedral yang mengalir.La viscosité est une mesure de la résistance d'un fluide au mouvement. Les fluides à haute viscosité s'écoulent lentement (comme le miel), tandis que les fluides à faible viscosité s'écoulent facilement (comme l'eau). La viscosité extrêmement élevée du verre à température ambiante empêche tout écoulement observable sur des échelles de temps humaines, réfutant ainsi le mythe des vitraux d'églises qui s'écouleraient.流体の流れに対する抵抗を測定する尺度である。高粘度の流体はゆっくりとしか流れず（例：はちみつ）、低粘度の流体は容易に流れる（例：水）。常温下でのガラスの非常に高い粘度は、人間の時間スケールでの観測可能な流れを妨げており、カテドラルの窓が流れるとする誤解を覆している。Вязкость — это мера сопротивления жидкости течению. Жидкости с высокой вязкостью текут медленно (например, как мёд), тогда как жидкости с низкой вязкостью текут легко (например, как вода). Необычайно высокая вязкость стекла при комнатной температуре препятствует наблюдаемому течению за человеческие временные масштабы, опровергая миф о текущих витражных окнах.Ein Maß für den Widerstand einer Flüssigkeit gegen die Strömung. Flüssigkeiten mit hoher Viskosität fließen langsam (wie Honig), während Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität leicht fließen (wie Wasser). Die unglaublich hohe Viskosität von Glas bei Raumtemperatur verhindert jede beobachtbare Strömung innerhalb menschlicher Zeitskalen, was das Gerücht über die Strömung von Kathedralfenstern widerlegt.유체가 흐르는 데 저항하는 정도를 나타내는 척도이다. 높은 점도를 가진 유체는 느리게 흐르며(예: 꿀), 낮은 점도를 가진 유체는 쉽게 흐른다(예: 물). 실온에서 유리의 극도로 높은 점도는 인간의 시간 기준에서 관찰 가능한 흐름을 막아, 성당 창문이 흐른다는 미신을 반박한다., sein Widerstand gegen Scherkräfte, vollständig verschwindet. Das bedeutete, dass es durch die kleinsten Kapillaren ohne jedes Hindernis fließen konnte, und wenn es in Bewegung gesetzt wurde, würde es sich unendlich weiterdrehen, eine andauernde Bewegung, die in klassischen Flüssigkeiten nicht vorkommt.
Das Zweiflüssigkeitsmodell und Quantenwirbel
Um diese gegenintuitive Eigenschaft zu erklären, stellte der Physiker Lev Landau ein Zweiflüssigkeitsmodell vor. Er postulierte, dass flüssiges Helium-4 unterhalb des Lambda-Punkts so verhält, als bestehe es aus zwei ineinanderdringenden Komponenten: einer normalen Flüssigkeitskomponente, die gewöhnliche viskose Eigenschaften aufweist, und einer Supraflüssigkeitskomponente, die keine Viskosität und unendliche Wärmeleitfähigkeit besitzt. Je weiter die Temperatur auf den absoluten Nullpunkt sinkt, desto größer wird der Anteil der Supraflüssigkeitskomponente, wodurch das Verhalten der Flüssigkeit dominiert wird.
Eine der beeindruckendsten Erscheinungen dieses Zustands mit Nullviskosität ist die Entstehung von quantized vortexConceptquantized vortexA quantized vortex is a microscopic, discrete whirlpool that forms in superfluids when they are set into rotation. Unlike classical fluid vortices, their circulation is quantized, meaning it can only exist in integer multiples of a fundamental unit. These vortices are a macroscopic manifestation of quantum mechanics, demonstrating the frictionless flow of the superfluid.量子涡旋是在超流体旋转时形成的一种微观、离散的漩涡。与经典流体涡旋不同，它们的环量是量子化的，也就是说，只能以某个基本单位的整数倍存在。这些涡旋是量子力学的宏观表现，展示了超流体的无摩擦流动。Un vórtice cuantizado es un minúsculo remolino discreto que se forma en superfluidos cuando se les pone en rotación. A diferencia de los vórtices en fluidos clásicos, su circulación está cuantizada, lo que significa que solo puede existir en múltiplos enteros de una unidad fundamental. Estos vórtices son una manifestación macroscópica de la mecánica cuántica, demostrando el flujo sin fricción del superfluido.الدودة الكمومية هي دوامة صغيرة الحجم ومتقطعة تتشكل في السوائل الفائقة عند تحريكها. على عكس الدوامات الكلاسيكية، فإن تدفقها الدوامي مكموم، أي أنه يمكن أن يتخذ قيمًا مضاعفة صحيحة لوحدة أساسية. هذه الدوامات هي تجلي واسع النطاق لآليات الكم، تُظهر التدفق الخالي من الاحتكاك في السائل الفائق.Um vórtice quantizado é um redemoinho microscópico e discreto que se forma em superflúidos quando estes são postos a girar. Ao contrário dos vórtices em fluidos clássicos, a circulação destes é quantizada, significando que só pode existir em múltiplos inteiros de uma unidade fundamental. Estes vórtices são uma manifestação macroscópica da mecânica quântica, demonstrando o fluxo sem atrito do superfluido.एक क्वांटीकृत वर्तिका (क्वांटम वर्तिका) एक अत्यधिक सूक्ष्म, अलग-अलग चक्र है जो अतिसुगम द्रवों (सुपरफ्लूइड्स) में घूर्णन कराए जाने पर बनता है। इनकी परिसंचरण (सर्कुलेशन) क्वांटीकृत होता है, जिसका अर्थ है कि यह केवल एक मूल इकाई के पूर्णांक गुणकों में ही अस्तित्व में हो सकता है। ये वर्तिकाएँ क्वांटम यांत्रिकी के एक दृश्य प्रकटीकरण का निरूपण करती हैं, जो अतिसुगम द्रव के घर्षणहीन प्रवाह को दर्शाती हैं।Sebuah vorteks kuantum adalah pusaran mikroskopis yang terbentuk dalam superfluida ketika mereka diputar. Berbeda dengan vorteks fluida klasik, sirkulasinya bersifat terkuantisasi, artinya hanya dapat ada dalam kelipatan bilangan bulat dari unit dasar. Vorteks-vorteks ini merupakan manifestasi makroskopis dari mekanika kuantum, menunjukkan aliran tanpa gesekan dari superfluida tersebut.Un vortex quantifié est un tourbillon microscopique et discret qui se forme dans les superfluides lorsqu'ils sont mis en rotation. Contrairement aux vortices classiques, leur circulation est quantifiée, ce qui signifie qu'elle ne peut exister qu'en multiples entiers d'une unité fondamentale. Ces vortices constituent une manifestation macroscopique de la mécanique quantique, démontrant l'écoulement sans frottement du superfluide.量子渦（りょうしわ）とは、超流動体が回転させられたときに形成される、顕微鏡的に小さな渦である。古典的な流体の渦とは異なり、その循環（しゅんか）は量子化されており、基本単位の整数倍の値しかとらない。これらの渦は量子力学の巨視的（きょしか）な現れであり、超流動体の摩擦のない流れを示している。Квантованный вихрь — это микроскопический, дискретный вихревой поток, который образуется в сверхтекучих жидкостях, когда они начинают вращаться. В отличие от классических вихрей в жидкостях, циркуляция квантованных вихрей квантована, то есть может существовать только в целых кратных значениях фундаментальной единицы. Эти вихри являются макроскопическим проявлением квантовой механики, демонстрирующим трение в потоке сверхтекучей жидкости.Ein quantisierter Wirbel ist ein mikroskopisch kleiner, diskreter Wirbel, der in Suprafluiden entsteht, wenn diese in Rotation versetzt werden. Anders als klassische Flüssigkeitswirbel ist ihre Zirkulation quantisiert, das heißt, sie kann nur in ganzzahligen Vielfachen einer grundlegenden Einheit existieren. Diese Wirbel sind eine makroskopische Erscheinung der Quantenmechanik und demonstrieren den reibungslosen Fluss des Suprafluids.양자화된 소용돌이(quantized vortex)는 초유체가 회전할 때 형성되는 미시적이고 이산적인 소용돌이이다. 고전 유체의 소용돌이와 달리 이들의 순환은 양자화되어 있어 기본 단위의 정수 배수만 존재할 수 있다. 이러한 소용돌이는 양자역학의 거시적 표현이며, 초유체의 마찰이 없는 흐름을 보여준다.-Linien. Wenn ein Behälter mit Supraflüssigkeit in Rotation versetzt wird, entsteht nicht wie bei gewöhnlichen Flüssigkeiten ein kontinuierlicher Wirbel, sondern eine Anordnung diskreter, mikroskopischer Wirbel, jeder ein winziger, perfekter Tornado aus zirkulierender Supraflüssigkeit. Diese Wirbel sind quantisiert, das heißt, ihre Stärke und Zirkulation können nur bestimmte, diskrete Werte annehmen, eine direkte Folge der quantenmechanischen Natur der Flüssigkeit auf makroskopischer Ebene.
Der Fontäneneffekt: Gegen die Schwerkraft
Das reibungslose Fließen von superfluid heliumObjectsuperfluid heliumSuperfluid helium refers to either helium-4 or helium-3 cooled to extreme cryogenic temperatures, where it exhibits superfluidity – a state of matter with zero viscosity and infinite thermal conductivity. This quantum fluid can flow without friction, climb container walls, and displays unique phenomena such as the fountain effect and quantized vortices.超流氦是指将氦-4或氦-3冷却到极低温的超低温条件下，表现出超流性的一种物质状态。这种量子流体具有零粘度和无限热导率，能够无摩擦流动，爬上容器壁，并表现出诸如喷泉效应和量子涡旋等独特现象。El helio superfluido se refiere al helio-4 o al helio-3 enfriados a temperaturas criogénicas extremas, donde manifiestan la superfluidez, un estado de la materia con viscosidad cero e infinita conductividad térmica. Este fluido cuántico puede fluir sin fricción, escalar las paredes de los recipientes y muestra fenómenos únicos, como el efecto fuente y vórtices cuantizados.يُشير الهليوم الفائق إلى الهليوم-4 أو الهليوم-3 المبرد إلى درجات حرارة منخفضة للغاية، حيث يظهر خاصية الفائقة السائلة وهي حالة للمادة تتميز بعدم وجود لزوجة وموصلية حرارية لا نهائية. هذا السائل الكمي يمكنه التدفق دون احتكاك، والصعود على جدران الحاويات، ويُظهر ظواهر فريدة مثل تأثير الحوض والدُوَرَانات الكمية.Hélio superfluido refere-se ao hélio-4 ou ao hélio-3 resfriado a temperaturas criogênicas extremas, onde ele exibe superfluidez – um estado da matéria com viscosidade zero e condutividade térmica infinita. Este fluido quântico pode fluir sem atrito, escalar paredes de recipientes e apresenta fenómenos únicos, como o efeito fonte e vórtices quantizados.अतिद्रव हीलियम या तो हीलियम-4 या हीलियम-3 को अत्यधिक शीतलन तापमान तक ठंडा करने पर प्राप्त होता है, जहां यह अतिद्रविता प्रदर्शित करता है - एक शून्य श्यान और अनंत ऊष्मीय चालकता वाला पदार्थ का अवस्था। यह क्वांटम द्रव घर्षण के बिना बह सकता है, बर्तन की दीवारों पर चढ़ सकता है और झार प्रभाव और मात्रात्मक वर्तिका जैसी अद्वितीय घटनाएं प्रदर्शित करता है।Helium superfluid merujuk pada helium-4 atau helium-3 yang didinginkan hingga suhu ekstrem kriogenik, di mana ia menunjukkan sifat superfluiditas—keadaan materi dengan viskositas nol dan konduktivitas termal tak terbatas. Cairan kuantum ini dapat mengalir tanpa gesekan, merayap naik dinding wadah, dan menunjukkan fenomena unik seperti efek sumber air mancur dan vorteks terkuantisasi.L'hélium superfluide désigne soit l'hélium-4, soit l'hélium-3 refroidi à des températures extrêmement cryogéniques, où il présente la superfluidité – un état de la matière caractérisé par une viscosité nulle et une conductivité thermique infinie. Ce fluide quantique peut s'écouler sans frottement, grimper le long des parois des récipients, et présente des phénomènes uniques tels que l'effet fontaine et les tourbillons quantifiés.超流動ヘリウムとは、ヘリウム4またはヘリウム3を極めて低い温度まで冷却したときに現れる超流動性を示す物質の状態を指す。この量子流体は粘性がゼロで、熱伝導度が無限大であり、摩擦なしに流れたり、容器の壁を登ったりすることができる。また、噴流効果や量子渦などの特異な現象を示す。Сверхтекучий гелий представляет собой либо гелий-4, либо гелий-3, охлажденный до экстремальных криогенных температур, где он проявляет сверхтекучесть – состояние вещества с нулевой вязкостью и бесконечной теплопроводностью. Этот квантовый флюид может течь без трения, подниматься по стенкам сосуда и демонстрировать уникальные явления, такие как фонтанный эффект и квантованные вихри.Unter superfluem Helium versteht man entweder Helium-4 oder Helium-3, das auf extreme tiefkalte Temperaturen abgekühlt wird, wodurch es Superfluidität aufweist – einen Materiezustand mit null Viskosität und unendlicher Wärmeleitfähigkeit. Dieses Quantenfluid kann reibungsfrei fließen, Behälterwände hinaufklettern und zeigt einzigartige Phänomene wie den Brunnenwirbel und quantisierte Wirbel.초유체 헬륨은 극저온 상태에서 초유체성이라는 특이한 물리적 상태를 보이는 헬륨-4 또는 헬륨-3를 말한다. 초유체성은 점성이 0이고 열전도도가 무한대인 상태로, 양자 유체의 특성이다. 이 물질은 마찰 없이 흐를 수 있으며 용기 벽을 타고 올라갈 수 있고, 분출 효과와 양자화된 소용돌이 현상과 같은 독특한 현상을 보인다. führt zu anderen beeindruckenden Effekten, insbesondere zum sogenannten „Fontäneneffekt“. Wenn ein Behälter mit Supraflüssigkeit über einem porösen Stöpsel steht und leicht erhitzt wird, fließt die Supraflüssigkeitskomponente nach oben durch den Stöpsel und sprudelt wie eine Fontäne heraus. Dies geschieht, weil die Supraflüssigkeit, aufgrund ihrer Nullviskosität, ohne Widerstand in Richtung der wärmeren Region fließen kann und somit den Behälter effektiv verlässt.
Helium ist nicht der einzige Stoff, in dem Supraflüssigkeit auftritt. Das Konzept der Supraflüssigkeit erstreckt sich auf andere extreme Umgebungen. Supraflüssigkeiten werden in den Kernen von Neutronensternen vermutet, wo Neutronen selbst eine reibungsfreie Flüssigkeit bilden und das Rotationsverhalten des Sterns beeinflussen. Einige spekulative Theorien gehen sogar soweit, von einem „suprafluiden Vakuum“ als Rahmen für die Quantengravitation aus, was darauf hindeutet, dass das Gewebe der Raumzeit auf grundlegender Ebene supraflüssigkeitsähnliche Eigenschaften aufweisen könnte.
Was wir immer noch nicht wissen
Trotz Jahrzehntelanger Forschung bleibt eine vollständige, einheitliche mikroskopische Theorie, die alle Aspekte der Supraflüssigkeit, insbesondere in exotischen Systemen oder bei höheren Temperaturen, beschreibt, noch immer unklar. Die Übergangsmechanismen am Lambda-Punkt sind gut phänomenologisch charakterisiert, doch die genauen quantenmechanischen Wechselwirkungen, die solche makroskopischen Kohärenzen hervorbringen, werden noch weiter verfeinert.
Wir verfügen auch nicht über ein vollständiges Verständnis davon, wie man Supraflüssigkeiten bei höheren Temperaturen erzeugen kann. Während Helium-3 Supraflüssigkeit bei noch niedrigeren Temperaturen als Helium-4 aufweist (was Fermionenpaarung erfordert), könnte die Entwicklung von Materialien, die diese reibungsfreien Eigenschaften näher an Zimmertemperatur zeigen, transformative Technologien ermöglichen.
Und die Implikationen für die Astrophysik, von der inneren Dynamik von Neutronensternen bis hin zu spekulativen Theorien über supraflüssige Dunkle Materie, bleiben weitgehend theoretisch. Die experimentelle Bestätigung von Supraflüssigkeitsverhalten in diesen kosmischen Kontexten stellt erhebliche Herausforderungen dar.
Supraflüssigkeit ist stets eine Erinnerung daran, dass das Universum an seinen kältesten und grundlegendsten Stellen Phänomene birgt, die unsere alltägliche Intuition herausfordern und ein Quantenwelt offenbaren, die nach Regeln operiert, die sowohl fremd als auch elegant sind.
Охладите жидкий гелий до нескольких градусов над абсолютным нулём, и он полностью избавится от трения. Это странный квантовый феномен, известный как сверхтекучесть, позволяет жидкости противостоять гравитации, беспрерывно течь и проходить через микроскопические каналы, как будто их нет.
В 1937 году в физике произошла тихая революция, когда две независимые исследовательские группы заметили необычное явление в жидком гелии. В Москве Pyotr KapitsaPersonPyotr KapitsaA Soviet physicist, Pyotr Kapitsa was a pioneer in low-temperature physics. He was awarded the Nobel Prize in Physics in 1978 for his fundamental inventions and discoveries in the area of low-temperature physics. His 1937 observation of frictionless flow in liquid helium-4 was a pivotal discovery, marking the experimental identification of superfluidity.苏联物理学家彼得·卡皮察是低温物理领域的先驱。他因在低温物理领域的基础性发明和发现，于1978年获得诺贝尔物理学奖。他于1937年观察到液氦-4中无摩擦流动的现象，是一项关键性的发现，标志着超流性的实验确认。Físico soviético, Pyotr Kapitsa fue un pionero en física de bajas temperaturas. Fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1978 por sus invenciones y descubrimientos fundamentales en el área de la física de bajas temperaturas. Su observación en 1937 del flujo sin fricción en helio-4 líquido fue un descubrimiento crucial, marcando la identificación experimental de la superfluidez.فيزيائي سوفيتي، كان بيترو كابيتزا من пионير فيزياء درجات الحرارة المنخفضة. حصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1978 لابتكاراته واكتشافاته الأساسية في مجال فيزياء درجات الحرارة المنخفضة. كان ملاحظته عام 1937 لتدفق بدون احتكاك في الهليوم-4 سائلًا اكتشافًا محوريًا، يمثل تحديدًا تجريبيًا لظاهرة السوائل الفائقة.Um físico soviético, Pyotr Kapitsa foi pioneiro na física de baixas temperaturas. Foi agraciado com o Prêmio Nobel de Física em 1978 por suas invenções e descobertas fundamentais na área da física de baixas temperaturas. Sua observação, em 1937, do fluxo sem atrito no hélio-4 líquido foi uma descoberta fundamental, marcando a identificação experimental da superfluidez.एक सोवियत भौतिकविद, पिटर कैपित्सा निम्न तापमान भौतिकी में एक प्रारंभिक व्यक्ति थे। उन्हें 1978 में निम्न तापमान भौतिकी के क्षेत्र में उनके मूलभूत आविष्कारों और खोजों के लिए भौतिकी में नोबेल पुरस्कार दिया गया। उनकी 1937 में तरल हीलियम-4 में घर्षणरहित प्रवाह की खोज एक महत्वपूर्ण खोज थी, जिसने अतितरलता की प्रयोगात्मक पहचान को दर्शाया।Seorang fisikawan Soviet, Pyotr Kapitsa adalah seorang pionir dalam fisika suhu rendah. Ia dianugerahi Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1978 atas penemuan dan penemuan mendasarnya di bidang fisika suhu rendah. Pengamatan tahun 1937-nya mengenai aliran tanpa gesekan dalam helium cair-4 merupakan penemuan yang sangat penting, menandai identifikasi eksperimen tentang superfluiditas.Physicien soviétique, Pyotr Kapitsa fut un pionnier de la physique des basses températures. Il reçut le prix Nobel de physique en 1978 pour ses inventions et découvertes fondamentales dans le domaine de la physique des basses températures. Son observation en 1937 d'un écoulement sans frottement dans l'hélium-4 liquide constitua une découverte capitale, marquant l'identification expérimentale de la superfluidité.ソビエト連邦の物理学者、ピョートル・カピッツァは、低温物理学の先駆者である。1978年に低温物理学分野における基礎的な発明と発見に対して、物理学ノーベル賞を受賞した。1937年にヘリウム4液体における摩擦のない流れを観測したことは、超流動性の実験的同定という画期的な発見となった。Советский физик Пётр Капица был пионером в области физики низких температур. Он получил Нобелевскую премию по физике в 1978 году за фундаментальные изобретения и открытия в области физики низких температур. Его наблюдение в 1937 году трения в потоке жидкого гелия-4 стало ключевым открытием, обозначив экспериментальное определение сверхтекучести.Ein sowjetischer Physiker, Pyotr Kapiza, war ein Pionier auf dem Gebiet der Tieftemperaturphysik. Ihm wurde 1978 der Nobelpreis für Physik für seine grundlegenden Erfindungen und Entdeckungen auf dem Gebiet der Tieftemperaturphysik verliehen. Seine Beobachtung des reibungslosen Fließens von flüssigem Helium-4 im Jahr 1937 war eine wegweisende Entdeckung und markierte die experimentelle Identifizierung der Suprafluidität.소비에트 물리학자인 피ョ트르 카피차(Petr Kapitsa)는 저온 물리학 분야의 선구자였다. 그는 1978년 저온 물리학 분야에서 이루어낸 근본적인 발명과 발견으로 물리학 노벨상을 수상했다. 그는 1937년 헬륨-4 액체에서 마찰 없는 흐름을 관찰함으로써 초유체성의 실험적 확인이라는 중대한 발견을 하였다. обнаружил внезапное и резкое падение сопротивления жидкости потоку. Одновременно в Кембридже Джон Ф. Аллен и Дон Мисенер опубликовали собственные наблюдения, подтвердив то, что казалось невозможным: гелий-4 при охлаждении ниже определённой температуры теряет всё внутреннее трение.
Эта критическая температура, точно равная 2,17 Кельвина, получила название Lambda pointConceptLambda pointThe Lambda point, specifically 2.17 Kelvin for helium-4, is the critical temperature below which liquid helium transitions into its superfluid state. Named for the lambda-shaped anomaly in its specific heat capacity, it marks a quantum phase transition where the liquid exhibits extraordinary properties like zero viscosity and infinite thermal conductivity.λ点，特别是氦-4的λ点为2.17开尔文，是液氦转变为超流态的关键温度。由于其比热容中出现类似希腊字母λ形状的异常，因此得名。它标志着一种量子相变，在此相变下，液体表现出诸如零粘度和无限热导率等非凡特性。El punto lambda, específicamente 2,17 kelvin para el helio-4, es la temperatura crítica por debajo de la cual el helio líquido se transforma en su estado superfluido. Nombrado por la anomalía en forma de lambda en su capacidad calorífica específica, marca una transición de fase cuántica donde el líquido muestra propiedades extraordinarias como viscosidad cero y conductividad térmica infinita.النقطة لامبدا، وهي 2.17 كلفن بالتحديد بالنسبة لليورانيوم-4، هي درجة الحرارة الحرجة تحتها يتحول الهليوم السائل إلى حالته الفائقة السائلة. سميت هذه النقطة نسبةً إلى الاستثناء الشبيه بالشكل لامبدا في سعته الحرارية النوعية، وهو ما يشير إلى انتقال كمومي في الطور حيث يظهر السائل خصائص استثنائية مثل لزوجة صفرية وموصلية حرارية لا نهائية.O ponto lambda, especificamente 2,17 kelvin para o hélio-4, é a temperatura crítica abaixo da qual o hélio líquido transiciona para seu estado superfluido. Nomeado pela anomalia em forma de lambda em sua capacidade térmica específica, marca uma transição de fase quântica na qual o líquido exibe propriedades extraordinárias, como viscosidade zero e condutividade térmica infinita.हीलियम-4 के लिए 2.17 केल्विन के लैम्ब्डा बिंदु तापमान के नीचे तरल हीलियम अपनी शुद्ध तरल अवस्था में परिवर्तित हो जाता है। इसकी विशिष्ट ऊष्मा क्षमता में लैम्ब्डा आकार की असामान्यता के लिए इसे नाम दिया गया है, जो एक क्वांटम अवस्था परिवर्तन को दर्शाता है जहाँ तरल शून्य श्यान और अनंत ऊष्मा चालकता जैसे असाधारण गुण प्रदर्शित करता है।Lambda point, secara khusus 2,17 Kelvin untuk helium-4, adalah suhu kritis di bawah mana helium cair berubah ke dalam keadaan superfluidanya. Dinamai berdasarkan anomali berbentuk lambda pada kapasitas kalor spesifiknya, titik ini menandai transisi fase kuantum di mana cairan menunjukkan sifat luar biasa seperti viskositas nol dan konduktivitas termal tak terbatas.Le point lambda, spécifiquement 2,17 kelvin pour l'hélium-4, est la température critique en dessous de laquelle l'hélium liquide entre dans son état de superfluide. Nommé d'après l'anomalie en forme de lambda de sa chaleur spécifique, il marque une transition de phase quantique où le liquide présente des propriétés extraordinaires telles que la viscosité nulle et la conductivité thermique infinie.ヘリウム4において2.17ケルビンとなるラムダ点とは、液体ヘリウムが超流動状態へと相転移する臨界温度である。この名称は、比熱容量に現れるラムダ文字（λ）に似た異常からつけられたもので、この点では液体がゼロの粘性や無限大の熱伝導率といった特異な性質を示す量子相転移を示している。Точка лямбда, в частности 2,17 Кельвина для гелия-4, это критическая температура, ниже которой жидкий гелий переходит в сверхтекучее состояние. Названная в честь аномалии в форме буквы лямбда в его удельной теплоемкости, она обозначает квантовый фазовый переход, при котором жидкость проявляет необычайные свойства, такие как нулевая вязкость и бесконечная теплопроводность.Der Lambda-Punkt, spezifisch 2,17 Kelvin für Helium-4, ist die kritische Temperatur, unterhalb derer flüssiges Helium in seinen Suprafluidzustand übergeht. Benannt nach der lambda-förmigen Anomalie in seiner spezifischen Wärmekapazität, markiert er einen quantenmechanischen Phasenübergang, bei dem die Flüssigkeit außergewöhnliche Eigenschaften wie Nullviskosität und unendliche Wärmeleitfähigkeit zeigt.헬륨-4의 경우 2.17 켈빈인 람다 포인트(lambda point)는 액체 헬륨이 초유체 상태로 전이하는 임계 온도이다. 이는 비열 용량에서 나타나는 람다 모양의 이상 현상에서 유래한 이름이다. 이 포인트는 액체가 제로 비점도와 무한한 열전도도와 같은 뛰어난 특성을 보이는 양자 상전이를 나타낸다. из-за аномалии в форме буквы «лямбда», наблюдавшейся в его удельной теплоёмкости. Ниже этого порога жидкий гелий-4 переходит в состояние, в котором его viscosityConceptViscosityA measure of a fluid's resistance to flow. High-viscosity fluids flow slowly (like honey), while low-viscosity fluids flow easily (like water). The incredibly high viscosity of glass at room temperature prevents any observable flow over human timescales, debunking the myth of flowing cathedral windows.粘度是衡量流体流动阻力的指标。高粘度流体流动缓慢（如蜂蜜），而低粘度流体则流动顺畅（如水）。玻璃在常温下具有极高的粘度，以至于在人类的时间尺度上无法观察到其流动，从而破除了大教堂窗户会流动的神话。Una medida de la resistencia de un fluido al flujo. Los fluidos de alta viscosidad fluyen lentamente (como la miel), mientras que los fluidos de baja viscosidad fluyen con facilidad (como el agua). La viscosidad extremadamente alta del vidrio a temperatura ambiente impide cualquier flujo observable a escalas de tiempo humanas, desmintiendo el mito del flujo de las ventanas de las catedrales.مقياس مقاومة سائل لانسيابه. تتحرك السوائل ذات اللزوجة العالية ببطء (مثل العسل)، بينما تنساب السوائل ذات اللزوجة المنخفضة بسهولة (مثل الماء). تمنع اللزوجة العالية جداً للزجاج في درجة حرارة الغرفة أي تدفق ملاحظ على مدار مدة الحياة البشرية، مما ينفي أسطورة تدفق نوافذ الكاتدرائيات.Viscosidade é uma medida da resistência de um fluido ao escoamento. Fluidos de alta viscosidade escoam-se lentamente (como o mel), enquanto fluidos de baixa viscosidade escoam-se facilmente (como a água). A viscosidade extremamente alta do vidro à temperatura ambiente impede qualquer escoamento perceptível em escalas de tempo humanas, desmentindo o mito do escoamento das janelas das catedrais.एक तरल पदार्थ के प्रवाह के प्रति प्रतिरोध की माप। उच्च श्यानता वाले तरल धीरे-धीरे प्रवाहित होते हैं (जैसे मधु), जबकि कम श्यानता वाले तरल आसानी से प्रवाहित होते हैं (जैसे पानी)। कमरे के तापमान पर कांच की अत्यधिक उच्च श्यानता मनुष्य के समय पैमाने पर कोई दृश्यमान प्रवाह रोक देती है, जो ध्वनि के चर्च खिड़कियों के प्रवाह के मिथक को तोड़ देती है।Viskositas adalah ukuran hambatan fluida terhadap alirannya. Fluida dengan viskositas tinggi mengalir lambat (seperti madu), sedangkan fluida dengan viskositas rendah mengalir dengan mudah (seperti air). Viskositas yang sangat tinggi dari kaca pada suhu kamar mencegah aliran yang dapat diamati dalam skala waktu manusia, membantah mitos tentang jendela katedral yang mengalir.La viscosité est une mesure de la résistance d'un fluide au mouvement. Les fluides à haute viscosité s'écoulent lentement (comme le miel), tandis que les fluides à faible viscosité s'écoulent facilement (comme l'eau). La viscosité extrêmement élevée du verre à température ambiante empêche tout écoulement observable sur des échelles de temps humaines, réfutant ainsi le mythe des vitraux d'églises qui s'écouleraient.流体の流れに対する抵抗を測定する尺度である。高粘度の流体はゆっくりとしか流れず（例：はちみつ）、低粘度の流体は容易に流れる（例：水）。常温下でのガラスの非常に高い粘度は、人間の時間スケールでの観測可能な流れを妨げており、カテドラルの窓が流れるとする誤解を覆している。Вязкость — это мера сопротивления жидкости течению. Жидкости с высокой вязкостью текут медленно (например, как мёд), тогда как жидкости с низкой вязкостью текут легко (например, как вода). Необычайно высокая вязкость стекла при комнатной температуре препятствует наблюдаемому течению за человеческие временные масштабы, опровергая миф о текущих витражных окнах.Ein Maß für den Widerstand einer Flüssigkeit gegen die Strömung. Flüssigkeiten mit hoher Viskosität fließen langsam (wie Honig), während Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität leicht fließen (wie Wasser). Die unglaublich hohe Viskosität von Glas bei Raumtemperatur verhindert jede beobachtbare Strömung innerhalb menschlicher Zeitskalen, was das Gerücht über die Strömung von Kathedralfenstern widerlegt.유체가 흐르는 데 저항하는 정도를 나타내는 척도이다. 높은 점도를 가진 유체는 느리게 흐르며(예: 꿀), 낮은 점도를 가진 유체는 쉽게 흐른다(예: 물). 실온에서 유리의 극도로 높은 점도는 인간의 시간 기준에서 관찰 가능한 흐름을 막아, 성당 창문이 흐른다는 미신을 반박한다., сопротивление сдвигу, полностью исчезает. Это означает, что он может течь через самые мелкие капилляры без какого-либо препятствия, и если его запустить, он будет продолжать циркулировать бесконечно, что невозможно в классических жидкостях.
Двухжидкостная модель и квантовые вихри
Чтобы объяснить эти контринтуитивные свойства, физик Лев Ландау предложил двухжидкостную модель. Он предположил, что ниже точки Лямбда жидкий гелий-4 ведёт себя так, как если бы состоял из двух проникающих друг в друга компонентов: компонента обычной жидкости, обладающей обычными вязкими свойствами, и сверхтекучей компоненты, обладающей нулевой вязкостью и бесконечной теплопроводностью. По мере дальнейшего снижения температуры к абсолютному нулю доля сверхтекучей компоненты увеличивается, доминируя в поведении жидкости.
Одним из самых поразительных проявлений этого нулевого состояния вязкости является образование quantized vortexConceptquantized vortexA quantized vortex is a microscopic, discrete whirlpool that forms in superfluids when they are set into rotation. Unlike classical fluid vortices, their circulation is quantized, meaning it can only exist in integer multiples of a fundamental unit. These vortices are a macroscopic manifestation of quantum mechanics, demonstrating the frictionless flow of the superfluid.量子涡旋是在超流体旋转时形成的一种微观、离散的漩涡。与经典流体涡旋不同，它们的环量是量子化的，也就是说，只能以某个基本单位的整数倍存在。这些涡旋是量子力学的宏观表现，展示了超流体的无摩擦流动。Un vórtice cuantizado es un minúsculo remolino discreto que se forma en superfluidos cuando se les pone en rotación. A diferencia de los vórtices en fluidos clásicos, su circulación está cuantizada, lo que significa que solo puede existir en múltiplos enteros de una unidad fundamental. Estos vórtices son una manifestación macroscópica de la mecánica cuántica, demostrando el flujo sin fricción del superfluido.الدودة الكمومية هي دوامة صغيرة الحجم ومتقطعة تتشكل في السوائل الفائقة عند تحريكها. على عكس الدوامات الكلاسيكية، فإن تدفقها الدوامي مكموم، أي أنه يمكن أن يتخذ قيمًا مضاعفة صحيحة لوحدة أساسية. هذه الدوامات هي تجلي واسع النطاق لآليات الكم، تُظهر التدفق الخالي من الاحتكاك في السائل الفائق.Um vórtice quantizado é um redemoinho microscópico e discreto que se forma em superflúidos quando estes são postos a girar. Ao contrário dos vórtices em fluidos clássicos, a circulação destes é quantizada, significando que só pode existir em múltiplos inteiros de uma unidade fundamental. Estes vórtices são uma manifestação macroscópica da mecânica quântica, demonstrando o fluxo sem atrito do superfluido.एक क्वांटीकृत वर्तिका (क्वांटम वर्तिका) एक अत्यधिक सूक्ष्म, अलग-अलग चक्र है जो अतिसुगम द्रवों (सुपरफ्लूइड्स) में घूर्णन कराए जाने पर बनता है। इनकी परिसंचरण (सर्कुलेशन) क्वांटीकृत होता है, जिसका अर्थ है कि यह केवल एक मूल इकाई के पूर्णांक गुणकों में ही अस्तित्व में हो सकता है। ये वर्तिकाएँ क्वांटम यांत्रिकी के एक दृश्य प्रकटीकरण का निरूपण करती हैं, जो अतिसुगम द्रव के घर्षणहीन प्रवाह को दर्शाती हैं।Sebuah vorteks kuantum adalah pusaran mikroskopis yang terbentuk dalam superfluida ketika mereka diputar. Berbeda dengan vorteks fluida klasik, sirkulasinya bersifat terkuantisasi, artinya hanya dapat ada dalam kelipatan bilangan bulat dari unit dasar. Vorteks-vorteks ini merupakan manifestasi makroskopis dari mekanika kuantum, menunjukkan aliran tanpa gesekan dari superfluida tersebut.Un vortex quantifié est un tourbillon microscopique et discret qui se forme dans les superfluides lorsqu'ils sont mis en rotation. Contrairement aux vortices classiques, leur circulation est quantifiée, ce qui signifie qu'elle ne peut exister qu'en multiples entiers d'une unité fondamentale. Ces vortices constituent une manifestation macroscopique de la mécanique quantique, démontrant l'écoulement sans frottement du superfluide.量子渦（りょうしわ）とは、超流動体が回転させられたときに形成される、顕微鏡的に小さな渦である。古典的な流体の渦とは異なり、その循環（しゅんか）は量子化されており、基本単位の整数倍の値しかとらない。これらの渦は量子力学の巨視的（きょしか）な現れであり、超流動体の摩擦のない流れを示している。Квантованный вихрь — это микроскопический, дискретный вихревой поток, который образуется в сверхтекучих жидкостях, когда они начинают вращаться. В отличие от классических вихрей в жидкостях, циркуляция квантованных вихрей квантована, то есть может существовать только в целых кратных значениях фундаментальной единицы. Эти вихри являются макроскопическим проявлением квантовой механики, демонстрирующим трение в потоке сверхтекучей жидкости.Ein quantisierter Wirbel ist ein mikroskopisch kleiner, diskreter Wirbel, der in Suprafluiden entsteht, wenn diese in Rotation versetzt werden. Anders als klassische Flüssigkeitswirbel ist ihre Zirkulation quantisiert, das heißt, sie kann nur in ganzzahligen Vielfachen einer grundlegenden Einheit existieren. Diese Wirbel sind eine makroskopische Erscheinung der Quantenmechanik und demonstrieren den reibungslosen Fluss des Suprafluids.양자화된 소용돌이(quantized vortex)는 초유체가 회전할 때 형성되는 미시적이고 이산적인 소용돌이이다. 고전 유체의 소용돌이와 달리 이들의 순환은 양자화되어 있어 기본 단위의 정수 배수만 존재할 수 있다. 이러한 소용돌이는 양자역학의 거시적 표현이며, 초유체의 마찰이 없는 흐름을 보여준다. линий. Если сосуд со сверхтекучим гелием вращается, вместо того чтобы образовывать непрерывный вихрь, как обычные жидкости, он создаёт массив дискретных микроскопических вихрей, каждый из которых — это крошечный идеальный торнадо, циркулирующий сверхтекучий поток. Эти вихри квантованы, то есть их сила и циркуляция могут принимать только определённые дискретные значения, что является прямым следствием квантово-механической природы жидкости на макроскопическом уровне.
Противостояние гравитации: Фонтанный эффект
Бесфрикционный поток superfluid heliumObjectsuperfluid heliumSuperfluid helium refers to either helium-4 or helium-3 cooled to extreme cryogenic temperatures, where it exhibits superfluidity – a state of matter with zero viscosity and infinite thermal conductivity. This quantum fluid can flow without friction, climb container walls, and displays unique phenomena such as the fountain effect and quantized vortices.超流氦是指将氦-4或氦-3冷却到极低温的超低温条件下，表现出超流性的一种物质状态。这种量子流体具有零粘度和无限热导率，能够无摩擦流动，爬上容器壁，并表现出诸如喷泉效应和量子涡旋等独特现象。El helio superfluido se refiere al helio-4 o al helio-3 enfriados a temperaturas criogénicas extremas, donde manifiestan la superfluidez, un estado de la materia con viscosidad cero e infinita conductividad térmica. Este fluido cuántico puede fluir sin fricción, escalar las paredes de los recipientes y muestra fenómenos únicos, como el efecto fuente y vórtices cuantizados.يُشير الهليوم الفائق إلى الهليوم-4 أو الهليوم-3 المبرد إلى درجات حرارة منخفضة للغاية، حيث يظهر خاصية الفائقة السائلة وهي حالة للمادة تتميز بعدم وجود لزوجة وموصلية حرارية لا نهائية. هذا السائل الكمي يمكنه التدفق دون احتكاك، والصعود على جدران الحاويات، ويُظهر ظواهر فريدة مثل تأثير الحوض والدُوَرَانات الكمية.Hélio superfluido refere-se ao hélio-4 ou ao hélio-3 resfriado a temperaturas criogênicas extremas, onde ele exibe superfluidez – um estado da matéria com viscosidade zero e condutividade térmica infinita. Este fluido quântico pode fluir sem atrito, escalar paredes de recipientes e apresenta fenómenos únicos, como o efeito fonte e vórtices quantizados.अतिद्रव हीलियम या तो हीलियम-4 या हीलियम-3 को अत्यधिक शीतलन तापमान तक ठंडा करने पर प्राप्त होता है, जहां यह अतिद्रविता प्रदर्शित करता है - एक शून्य श्यान और अनंत ऊष्मीय चालकता वाला पदार्थ का अवस्था। यह क्वांटम द्रव घर्षण के बिना बह सकता है, बर्तन की दीवारों पर चढ़ सकता है और झार प्रभाव और मात्रात्मक वर्तिका जैसी अद्वितीय घटनाएं प्रदर्शित करता है।Helium superfluid merujuk pada helium-4 atau helium-3 yang didinginkan hingga suhu ekstrem kriogenik, di mana ia menunjukkan sifat superfluiditas—keadaan materi dengan viskositas nol dan konduktivitas termal tak terbatas. Cairan kuantum ini dapat mengalir tanpa gesekan, merayap naik dinding wadah, dan menunjukkan fenomena unik seperti efek sumber air mancur dan vorteks terkuantisasi.L'hélium superfluide désigne soit l'hélium-4, soit l'hélium-3 refroidi à des températures extrêmement cryogéniques, où il présente la superfluidité – un état de la matière caractérisé par une viscosité nulle et une conductivité thermique infinie. Ce fluide quantique peut s'écouler sans frottement, grimper le long des parois des récipients, et présente des phénomènes uniques tels que l'effet fontaine et les tourbillons quantifiés.超流動ヘリウムとは、ヘリウム4またはヘリウム3を極めて低い温度まで冷却したときに現れる超流動性を示す物質の状態を指す。この量子流体は粘性がゼロで、熱伝導度が無限大であり、摩擦なしに流れたり、容器の壁を登ったりすることができる。また、噴流効果や量子渦などの特異な現象を示す。Сверхтекучий гелий представляет собой либо гелий-4, либо гелий-3, охлажденный до экстремальных криогенных температур, где он проявляет сверхтекучесть – состояние вещества с нулевой вязкостью и бесконечной теплопроводностью. Этот квантовый флюид может течь без трения, подниматься по стенкам сосуда и демонстрировать уникальные явления, такие как фонтанный эффект и квантованные вихри.Unter superfluem Helium versteht man entweder Helium-4 oder Helium-3, das auf extreme tiefkalte Temperaturen abgekühlt wird, wodurch es Superfluidität aufweist – einen Materiezustand mit null Viskosität und unendlicher Wärmeleitfähigkeit. Dieses Quantenfluid kann reibungsfrei fließen, Behälterwände hinaufklettern und zeigt einzigartige Phänomene wie den Brunnenwirbel und quantisierte Wirbel.초유체 헬륨은 극저온 상태에서 초유체성이라는 특이한 물리적 상태를 보이는 헬륨-4 또는 헬륨-3를 말한다. 초유체성은 점성이 0이고 열전도도가 무한대인 상태로, 양자 유체의 특성이다. 이 물질은 마찰 없이 흐를 수 있으며 용기 벽을 타고 올라갈 수 있고, 분출 효과와 양자화된 소용돌이 현상과 같은 독특한 현상을 보인다. приводит к другим впечатляющим эффектам, в первую очередь к так называемому «фонтанному эффекту». Если камера, содержащая сверхтекучий гелий, оснащена пористой пробкой внизу и слегка нагревается, сверхтекучая компонента потечёт вверх через пробку и вырвется, как фонтан. Это происходит потому, что сверхтекучая жидкость, обладая нулевой вязкостью, может двигаться в сторону более тёплой области без сопротивления, фактически уходя из контейнера.
Помимо гелия, концепция сверхтекучести распространяется на другие экстремальные условия. Сверхтекучие жидкости предполагается, что они существуют в ядрах нейтронных звёзд, где нейтроны сами образуют трение, влияя на динамику вращения звезды. Некоторые спекулятивные теории даже предполагают «сверхтекучую вакуумную среду» как основу квантовой гравитации, предполагая, что сама ткань пространства-времени может проявлять сверхтекучие свойства на фундаментальном уровне.
То, чего мы всё ещё не знаем
Несмотря на десятилетия исследований, полная, объединённая микроскопическая теория, описывающая все аспекты сверхтекучести, особенно в экзотических системах или при более высоких температурах, остаётся недостижимой. Переходные механизмы в точке Лямбда хорошо охарактеризованы феноменологически, но точные квантовые взаимодействия, порождающие такую макроскопическую когерентность, до сих пор уточняются.
Мы также не имеем полного понимания того, как создавать сверхтекучие жидкости при более высоких температурах. Хотя гелий-3 достигает сверхтекучести при ещё более низких температурах, чем гелий-4 (требуя пары фермионов), создание материалов, обладающих этими бесфрикционными свойствами ближе к комнатной температуре, может открыть преобразующие технологии.
А также последствия для астрофизики, от динамики внутреннего устройства нейтронных звёзд до спекулятивных теорий сверхтекучей тёмной материи, всё ещё остаются в основном теоретическими. Экспериментальная проверка сверхтекучего поведения в этих космических условиях представляет собой формидабельные трудности.
Сверхтекучесть напоминает нам, что Вселенная, в своём самом холодном и фундаментальном состоянии, содержит явления, которые ставят под сомнение наши повседневные интуитивные представления, раскрывая квантовый мир, работающий по правилам, и чуждым, и элегантным.
अत्यधिक ठंडा तरल हीलियम निरपेक्ष शून्य के केवल कुछ अंश तक पहुँचाएं, और यह घर्षण को पूरी तरह त्याग देगा। इस अजीब क्वांटम अवस्था, जिसे सुपरफ्लुइडिटी के रूप में जाना जाता है, के कारण तरल पदार्थ गुरुत्वाकर्षण के खिलाफ बह सकता है, अनन्तकाल तक बह सकता है और जैसे माइक्रोस्कोपिक नलियाँ ही न हों, उन्हें पार कर सकता है।
1937 में, भौतिकी में एक शांतिपूर्ण क्रांति शुरू हुई, जब दो स्वतंत्र अनुसंधान समूहों ने तरल हीलियम में एक अद्भुत घटना का अवलोकन किया। मॉस्को में, Pyotr KapitsaPersonPyotr KapitsaA Soviet physicist, Pyotr Kapitsa was a pioneer in low-temperature physics. He was awarded the Nobel Prize in Physics in 1978 for his fundamental inventions and discoveries in the area of low-temperature physics. His 1937 observation of frictionless flow in liquid helium-4 was a pivotal discovery, marking the experimental identification of superfluidity.苏联物理学家彼得·卡皮察是低温物理领域的先驱。他因在低温物理领域的基础性发明和发现，于1978年获得诺贝尔物理学奖。他于1937年观察到液氦-4中无摩擦流动的现象，是一项关键性的发现，标志着超流性的实验确认。Físico soviético, Pyotr Kapitsa fue un pionero en física de bajas temperaturas. Fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1978 por sus invenciones y descubrimientos fundamentales en el área de la física de bajas temperaturas. Su observación en 1937 del flujo sin fricción en helio-4 líquido fue un descubrimiento crucial, marcando la identificación experimental de la superfluidez.فيزيائي سوفيتي، كان بيترو كابيتزا من пионير فيزياء درجات الحرارة المنخفضة. حصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1978 لابتكاراته واكتشافاته الأساسية في مجال فيزياء درجات الحرارة المنخفضة. كان ملاحظته عام 1937 لتدفق بدون احتكاك في الهليوم-4 سائلًا اكتشافًا محوريًا، يمثل تحديدًا تجريبيًا لظاهرة السوائل الفائقة.Um físico soviético, Pyotr Kapitsa foi pioneiro na física de baixas temperaturas. Foi agraciado com o Prêmio Nobel de Física em 1978 por suas invenções e descobertas fundamentais na área da física de baixas temperaturas. Sua observação, em 1937, do fluxo sem atrito no hélio-4 líquido foi uma descoberta fundamental, marcando a identificação experimental da superfluidez.एक सोवियत भौतिकविद, पिटर कैपित्सा निम्न तापमान भौतिकी में एक प्रारंभिक व्यक्ति थे। उन्हें 1978 में निम्न तापमान भौतिकी के क्षेत्र में उनके मूलभूत आविष्कारों और खोजों के लिए भौतिकी में नोबेल पुरस्कार दिया गया। उनकी 1937 में तरल हीलियम-4 में घर्षणरहित प्रवाह की खोज एक महत्वपूर्ण खोज थी, जिसने अतितरलता की प्रयोगात्मक पहचान को दर्शाया।Seorang fisikawan Soviet, Pyotr Kapitsa adalah seorang pionir dalam fisika suhu rendah. Ia dianugerahi Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1978 atas penemuan dan penemuan mendasarnya di bidang fisika suhu rendah. Pengamatan tahun 1937-nya mengenai aliran tanpa gesekan dalam helium cair-4 merupakan penemuan yang sangat penting, menandai identifikasi eksperimen tentang superfluiditas.Physicien soviétique, Pyotr Kapitsa fut un pionnier de la physique des basses températures. Il reçut le prix Nobel de physique en 1978 pour ses inventions et découvertes fondamentales dans le domaine de la physique des basses températures. Son observation en 1937 d'un écoulement sans frottement dans l'hélium-4 liquide constitua une découverte capitale, marquant l'identification expérimentale de la superfluidité.ソビエト連邦の物理学者、ピョートル・カピッツァは、低温物理学の先駆者である。1978年に低温物理学分野における基礎的な発明と発見に対して、物理学ノーベル賞を受賞した。1937年にヘリウム4液体における摩擦のない流れを観測したことは、超流動性の実験的同定という画期的な発見となった。Советский физик Пётр Капица был пионером в области физики низких температур. Он получил Нобелевскую премию по физике в 1978 году за фундаментальные изобретения и открытия в области физики низких температур. Его наблюдение в 1937 году трения в потоке жидкого гелия-4 стало ключевым открытием, обозначив экспериментальное определение сверхтекучести.Ein sowjetischer Physiker, Pyotr Kapiza, war ein Pionier auf dem Gebiet der Tieftemperaturphysik. Ihm wurde 1978 der Nobelpreis für Physik für seine grundlegenden Erfindungen und Entdeckungen auf dem Gebiet der Tieftemperaturphysik verliehen. Seine Beobachtung des reibungslosen Fließens von flüssigem Helium-4 im Jahr 1937 war eine wegweisende Entdeckung und markierte die experimentelle Identifizierung der Suprafluidität.소비에트 물리학자인 피ョ트르 카피차(Petr Kapitsa)는 저온 물리학 분야의 선구자였다. 그는 1978년 저온 물리학 분야에서 이루어낸 근본적인 발명과 발견으로 물리학 노벨상을 수상했다. 그는 1937년 헬륨-4 액체에서 마찰 없는 흐름을 관찰함으로써 초유체성의 실험적 확인이라는 중대한 발견을 하였다. ने तरल के प्रवाह के प्रतिरोध में एक अचानक, भयानक गिरावट का अवलोकन किया। एक साथ, कैम्ब्रिज में, जॉन एफ. एलन और डॉन मिसेनर ने अपने अवलोकन प्रकाशित किए, जो असंभव लग रहा था, की पुष्टि कर रहे थे: हीलियम-4, जब एक विशिष्ट तापमान से नीचे ठंडा हो जाता है, तो इसमें सभी आंतरिक घर्षण खत्म हो जाता है।
यह आवश्यक तापमान, ठीक 2.17 केल्विन, Lambda pointConceptLambda pointThe Lambda point, specifically 2.17 Kelvin for helium-4, is the critical temperature below which liquid helium transitions into its superfluid state. Named for the lambda-shaped anomaly in its specific heat capacity, it marks a quantum phase transition where the liquid exhibits extraordinary properties like zero viscosity and infinite thermal conductivity.λ点，特别是氦-4的λ点为2.17开尔文，是液氦转变为超流态的关键温度。由于其比热容中出现类似希腊字母λ形状的异常，因此得名。它标志着一种量子相变，在此相变下，液体表现出诸如零粘度和无限热导率等非凡特性。El punto lambda, específicamente 2,17 kelvin para el helio-4, es la temperatura crítica por debajo de la cual el helio líquido se transforma en su estado superfluido. Nombrado por la anomalía en forma de lambda en su capacidad calorífica específica, marca una transición de fase cuántica donde el líquido muestra propiedades extraordinarias como viscosidad cero y conductividad térmica infinita.النقطة لامبدا، وهي 2.17 كلفن بالتحديد بالنسبة لليورانيوم-4، هي درجة الحرارة الحرجة تحتها يتحول الهليوم السائل إلى حالته الفائقة السائلة. سميت هذه النقطة نسبةً إلى الاستثناء الشبيه بالشكل لامبدا في سعته الحرارية النوعية، وهو ما يشير إلى انتقال كمومي في الطور حيث يظهر السائل خصائص استثنائية مثل لزوجة صفرية وموصلية حرارية لا نهائية.O ponto lambda, especificamente 2,17 kelvin para o hélio-4, é a temperatura crítica abaixo da qual o hélio líquido transiciona para seu estado superfluido. Nomeado pela anomalia em forma de lambda em sua capacidade térmica específica, marca uma transição de fase quântica na qual o líquido exibe propriedades extraordinárias, como viscosidade zero e condutividade térmica infinita.हीलियम-4 के लिए 2.17 केल्विन के लैम्ब्डा बिंदु तापमान के नीचे तरल हीलियम अपनी शुद्ध तरल अवस्था में परिवर्तित हो जाता है। इसकी विशिष्ट ऊष्मा क्षमता में लैम्ब्डा आकार की असामान्यता के लिए इसे नाम दिया गया है, जो एक क्वांटम अवस्था परिवर्तन को दर्शाता है जहाँ तरल शून्य श्यान और अनंत ऊष्मा चालकता जैसे असाधारण गुण प्रदर्शित करता है।Lambda point, secara khusus 2,17 Kelvin untuk helium-4, adalah suhu kritis di bawah mana helium cair berubah ke dalam keadaan superfluidanya. Dinamai berdasarkan anomali berbentuk lambda pada kapasitas kalor spesifiknya, titik ini menandai transisi fase kuantum di mana cairan menunjukkan sifat luar biasa seperti viskositas nol dan konduktivitas termal tak terbatas.Le point lambda, spécifiquement 2,17 kelvin pour l'hélium-4, est la température critique en dessous de laquelle l'hélium liquide entre dans son état de superfluide. Nommé d'après l'anomalie en forme de lambda de sa chaleur spécifique, il marque une transition de phase quantique où le liquide présente des propriétés extraordinaires telles que la viscosité nulle et la conductivité thermique infinie.ヘリウム4において2.17ケルビンとなるラムダ点とは、液体ヘリウムが超流動状態へと相転移する臨界温度である。この名称は、比熱容量に現れるラムダ文字（λ）に似た異常からつけられたもので、この点では液体がゼロの粘性や無限大の熱伝導率といった特異な性質を示す量子相転移を示している。Точка лямбда, в частности 2,17 Кельвина для гелия-4, это критическая температура, ниже которой жидкий гелий переходит в сверхтекучее состояние. Названная в честь аномалии в форме буквы лямбда в его удельной теплоемкости, она обозначает квантовый фазовый переход, при котором жидкость проявляет необычайные свойства, такие как нулевая вязкость и бесконечная теплопроводность.Der Lambda-Punkt, spezifisch 2,17 Kelvin für Helium-4, ist die kritische Temperatur, unterhalb derer flüssiges Helium in seinen Suprafluidzustand übergeht. Benannt nach der lambda-förmigen Anomalie in seiner spezifischen Wärmekapazität, markiert er einen quantenmechanischen Phasenübergang, bei dem die Flüssigkeit außergewöhnliche Eigenschaften wie Nullviskosität und unendliche Wärmeleitfähigkeit zeigt.헬륨-4의 경우 2.17 켈빈인 람다 포인트(lambda point)는 액체 헬륨이 초유체 상태로 전이하는 임계 온도이다. 이는 비열 용량에서 나타나는 람다 모양의 이상 현상에서 유래한 이름이다. 이 포인트는 액체가 제로 비점도와 무한한 열전도도와 같은 뛰어난 특성을 보이는 양자 상전이를 나타낸다. के रूप में प्रसिद्ध हुआ, क्योंकि इसकी विशिष्ट ऊष्मा क्षमता में लैम्ब्डा-आकार की असामान्यता देखी गई थी। इसके नीचे, तरल हीलियम-4 एक ऐसी अवस्था में प्रवेश कर जाता है जहां इसका viscosityConceptViscosityA measure of a fluid's resistance to flow. High-viscosity fluids flow slowly (like honey), while low-viscosity fluids flow easily (like water). The incredibly high viscosity of glass at room temperature prevents any observable flow over human timescales, debunking the myth of flowing cathedral windows.粘度是衡量流体流动阻力的指标。高粘度流体流动缓慢（如蜂蜜），而低粘度流体则流动顺畅（如水）。玻璃在常温下具有极高的粘度，以至于在人类的时间尺度上无法观察到其流动，从而破除了大教堂窗户会流动的神话。Una medida de la resistencia de un fluido al flujo. Los fluidos de alta viscosidad fluyen lentamente (como la miel), mientras que los fluidos de baja viscosidad fluyen con facilidad (como el agua). La viscosidad extremadamente alta del vidrio a temperatura ambiente impide cualquier flujo observable a escalas de tiempo humanas, desmintiendo el mito del flujo de las ventanas de las catedrales.مقياس مقاومة سائل لانسيابه. تتحرك السوائل ذات اللزوجة العالية ببطء (مثل العسل)، بينما تنساب السوائل ذات اللزوجة المنخفضة بسهولة (مثل الماء). تمنع اللزوجة العالية جداً للزجاج في درجة حرارة الغرفة أي تدفق ملاحظ على مدار مدة الحياة البشرية، مما ينفي أسطورة تدفق نوافذ الكاتدرائيات.Viscosidade é uma medida da resistência de um fluido ao escoamento. Fluidos de alta viscosidade escoam-se lentamente (como o mel), enquanto fluidos de baixa viscosidade escoam-se facilmente (como a água). A viscosidade extremamente alta do vidro à temperatura ambiente impede qualquer escoamento perceptível em escalas de tempo humanas, desmentindo o mito do escoamento das janelas das catedrais.एक तरल पदार्थ के प्रवाह के प्रति प्रतिरोध की माप। उच्च श्यानता वाले तरल धीरे-धीरे प्रवाहित होते हैं (जैसे मधु), जबकि कम श्यानता वाले तरल आसानी से प्रवाहित होते हैं (जैसे पानी)। कमरे के तापमान पर कांच की अत्यधिक उच्च श्यानता मनुष्य के समय पैमाने पर कोई दृश्यमान प्रवाह रोक देती है, जो ध्वनि के चर्च खिड़कियों के प्रवाह के मिथक को तोड़ देती है।Viskositas adalah ukuran hambatan fluida terhadap alirannya. Fluida dengan viskositas tinggi mengalir lambat (seperti madu), sedangkan fluida dengan viskositas rendah mengalir dengan mudah (seperti air). Viskositas yang sangat tinggi dari kaca pada suhu kamar mencegah aliran yang dapat diamati dalam skala waktu manusia, membantah mitos tentang jendela katedral yang mengalir.La viscosité est une mesure de la résistance d'un fluide au mouvement. Les fluides à haute viscosité s'écoulent lentement (comme le miel), tandis que les fluides à faible viscosité s'écoulent facilement (comme l'eau). La viscosité extrêmement élevée du verre à température ambiante empêche tout écoulement observable sur des échelles de temps humaines, réfutant ainsi le mythe des vitraux d'églises qui s'écouleraient.流体の流れに対する抵抗を測定する尺度である。高粘度の流体はゆっくりとしか流れず（例：はちみつ）、低粘度の流体は容易に流れる（例：水）。常温下でのガラスの非常に高い粘度は、人間の時間スケールでの観測可能な流れを妨げており、カテドラルの窓が流れるとする誤解を覆している。Вязкость — это мера сопротивления жидкости течению. Жидкости с высокой вязкостью текут медленно (например, как мёд), тогда как жидкости с низкой вязкостью текут легко (например, как вода). Необычайно высокая вязкость стекла при комнатной температуре препятствует наблюдаемому течению за человеческие временные масштабы, опровергая миф о текущих витражных окнах.Ein Maß für den Widerstand einer Flüssigkeit gegen die Strömung. Flüssigkeiten mit hoher Viskosität fließen langsam (wie Honig), während Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität leicht fließen (wie Wasser). Die unglaublich hohe Viskosität von Glas bei Raumtemperatur verhindert jede beobachtbare Strömung innerhalb menschlicher Zeitskalen, was das Gerücht über die Strömung von Kathedralfenstern widerlegt.유체가 흐르는 데 저항하는 정도를 나타내는 척도이다. 높은 점도를 가진 유체는 느리게 흐르며(예: 꿀), 낮은 점도를 가진 유체는 쉽게 흐른다(예: 물). 실온에서 유리의 극도로 높은 점도는 인간의 시간 기준에서 관찰 가능한 흐름을 막아, 성당 창문이 흐른다는 미신을 반박한다., अर्थात इसका अपवर्तन तनाव के प्रतिरोध, पूरी तरह से खत्म हो जाता है। इसका अर्थ यह है कि यह सबसे छोटे सिरिंजों से बिना किसी बाधा के प्रवाहित हो सकता है, और अगर इसे गति में लाया जाए, तो यह अनंतकाल तक परिसंचरण करता रहेगा, जो कि शास्त्रीय तरल पदार्थों में देखा नहीं गया है।
दो-तरल मॉडल और क्वांटम वर्तनियाँ
इन विपरीत गुणों की व्याख्या करने के लिए, भौतिकविद लेव लैंडाऊ ने एक दो-तरल मॉडल प्रस्तावित किया। उन्होंने यह निर्धारित किया कि लैम्ब्डा बिंदु के नीचे, तरल हीलियम-4 इस तरह व्यवहार करता है जैसे यह दो पारस्परिक प्रवेश करने वाले घटकों से मिलकर बना हो: एक सामान्य तरल घटक, जो सामान्य श्यान गुणों का प्रदर्शन करता है, और एक सुपरफ्लूइड घटक, जिसमें शून्य श्यान और अनंत ऊष्मा चालकता होती है। जैसे-जैसे तापमान अपने न्यूनतम बिंदु की ओर गिरता है, सुपरफ्लूइड घटक का अनुपात बढ़ जाता है, तरल के व्यवहार को नियंत्रित कर देता है।
इस शून्य-श्यान अवस्था के सबसे आकर्षक प्रकटनों में quantized vortexConceptquantized vortexA quantized vortex is a microscopic, discrete whirlpool that forms in superfluids when they are set into rotation. Unlike classical fluid vortices, their circulation is quantized, meaning it can only exist in integer multiples of a fundamental unit. These vortices are a macroscopic manifestation of quantum mechanics, demonstrating the frictionless flow of the superfluid.量子涡旋是在超流体旋转时形成的一种微观、离散的漩涡。与经典流体涡旋不同，它们的环量是量子化的，也就是说，只能以某个基本单位的整数倍存在。这些涡旋是量子力学的宏观表现，展示了超流体的无摩擦流动。Un vórtice cuantizado es un minúsculo remolino discreto que se forma en superfluidos cuando se les pone en rotación. A diferencia de los vórtices en fluidos clásicos, su circulación está cuantizada, lo que significa que solo puede existir en múltiplos enteros de una unidad fundamental. Estos vórtices son una manifestación macroscópica de la mecánica cuántica, demostrando el flujo sin fricción del superfluido.الدودة الكمومية هي دوامة صغيرة الحجم ومتقطعة تتشكل في السوائل الفائقة عند تحريكها. على عكس الدوامات الكلاسيكية، فإن تدفقها الدوامي مكموم، أي أنه يمكن أن يتخذ قيمًا مضاعفة صحيحة لوحدة أساسية. هذه الدوامات هي تجلي واسع النطاق لآليات الكم، تُظهر التدفق الخالي من الاحتكاك في السائل الفائق.Um vórtice quantizado é um redemoinho microscópico e discreto que se forma em superflúidos quando estes são postos a girar. Ao contrário dos vórtices em fluidos clássicos, a circulação destes é quantizada, significando que só pode existir em múltiplos inteiros de uma unidade fundamental. Estes vórtices são uma manifestação macroscópica da mecânica quântica, demonstrando o fluxo sem atrito do superfluido.एक क्वांटीकृत वर्तिका (क्वांटम वर्तिका) एक अत्यधिक सूक्ष्म, अलग-अलग चक्र है जो अतिसुगम द्रवों (सुपरफ्लूइड्स) में घूर्णन कराए जाने पर बनता है। इनकी परिसंचरण (सर्कुलेशन) क्वांटीकृत होता है, जिसका अर्थ है कि यह केवल एक मूल इकाई के पूर्णांक गुणकों में ही अस्तित्व में हो सकता है। ये वर्तिकाएँ क्वांटम यांत्रिकी के एक दृश्य प्रकटीकरण का निरूपण करती हैं, जो अतिसुगम द्रव के घर्षणहीन प्रवाह को दर्शाती हैं।Sebuah vorteks kuantum adalah pusaran mikroskopis yang terbentuk dalam superfluida ketika mereka diputar. Berbeda dengan vorteks fluida klasik, sirkulasinya bersifat terkuantisasi, artinya hanya dapat ada dalam kelipatan bilangan bulat dari unit dasar. Vorteks-vorteks ini merupakan manifestasi makroskopis dari mekanika kuantum, menunjukkan aliran tanpa gesekan dari superfluida tersebut.Un vortex quantifié est un tourbillon microscopique et discret qui se forme dans les superfluides lorsqu'ils sont mis en rotation. Contrairement aux vortices classiques, leur circulation est quantifiée, ce qui signifie qu'elle ne peut exister qu'en multiples entiers d'une unité fondamentale. Ces vortices constituent une manifestation macroscopique de la mécanique quantique, démontrant l'écoulement sans frottement du superfluide.量子渦（りょうしわ）とは、超流動体が回転させられたときに形成される、顕微鏡的に小さな渦である。古典的な流体の渦とは異なり、その循環（しゅんか）は量子化されており、基本単位の整数倍の値しかとらない。これらの渦は量子力学の巨視的（きょしか）な現れであり、超流動体の摩擦のない流れを示している。Квантованный вихрь — это микроскопический, дискретный вихревой поток, который образуется в сверхтекучих жидкостях, когда они начинают вращаться. В отличие от классических вихрей в жидкостях, циркуляция квантованных вихрей квантована, то есть может существовать только в целых кратных значениях фундаментальной единицы. Эти вихри являются макроскопическим проявлением квантовой механики, демонстрирующим трение в потоке сверхтекучей жидкости.Ein quantisierter Wirbel ist ein mikroskopisch kleiner, diskreter Wirbel, der in Suprafluiden entsteht, wenn diese in Rotation versetzt werden. Anders als klassische Flüssigkeitswirbel ist ihre Zirkulation quantisiert, das heißt, sie kann nur in ganzzahligen Vielfachen einer grundlegenden Einheit existieren. Diese Wirbel sind eine makroskopische Erscheinung der Quantenmechanik und demonstrieren den reibungslosen Fluss des Suprafluids.양자화된 소용돌이(quantized vortex)는 초유체가 회전할 때 형성되는 미시적이고 이산적인 소용돌이이다. 고전 유체의 소용돌이와 달리 이들의 순환은 양자화되어 있어 기본 단위의 정수 배수만 존재할 수 있다. 이러한 소용돌이는 양자역학의 거시적 표현이며, 초유체의 마찰이 없는 흐름을 보여준다. रेखाओं का निर्माण शामिल है। जब एक सुपरफ्लूइड हीलियम के बर्तन को घूर्णन किया जाता है, तो इसमें सामान्य तरलों की तरह एक निरंतर वर्तनी बनने के बजाय, यह एक श्रृंखला में अलग-अलग, सूक्ष्म वर्तनियाँ उत्पन्न करता है, प्रत्येक एक छोटा, पूर्ण घूर्णन वाला सुपरफ्लूइड का छोटा घोर बन जाता है। ये वर्तनियाँ क्वांटीकृत होती हैं, अर्थात इनकी तीव्रता और परिसंचरण केवल विशिष्ट, अलग-अलग मान ले सकते हैं, जो तरल के मैक्रोस्कोपिक स्तर पर क्वांटम यांत्रिकी के गुण का सीधा परिणाम है।
गुरुत्वाकर्षण का उल्लंघन: फव्वारा प्रभाव
superfluid heliumObjectsuperfluid heliumSuperfluid helium refers to either helium-4 or helium-3 cooled to extreme cryogenic temperatures, where it exhibits superfluidity – a state of matter with zero viscosity and infinite thermal conductivity. This quantum fluid can flow without friction, climb container walls, and displays unique phenomena such as the fountain effect and quantized vortices.超流氦是指将氦-4或氦-3冷却到极低温的超低温条件下，表现出超流性的一种物质状态。这种量子流体具有零粘度和无限热导率，能够无摩擦流动，爬上容器壁，并表现出诸如喷泉效应和量子涡旋等独特现象。El helio superfluido se refiere al helio-4 o al helio-3 enfriados a temperaturas criogénicas extremas, donde manifiestan la superfluidez, un estado de la materia con viscosidad cero e infinita conductividad térmica. Este fluido cuántico puede fluir sin fricción, escalar las paredes de los recipientes y muestra fenómenos únicos, como el efecto fuente y vórtices cuantizados.يُشير الهليوم الفائق إلى الهليوم-4 أو الهليوم-3 المبرد إلى درجات حرارة منخفضة للغاية، حيث يظهر خاصية الفائقة السائلة وهي حالة للمادة تتميز بعدم وجود لزوجة وموصلية حرارية لا نهائية. هذا السائل الكمي يمكنه التدفق دون احتكاك، والصعود على جدران الحاويات، ويُظهر ظواهر فريدة مثل تأثير الحوض والدُوَرَانات الكمية.Hélio superfluido refere-se ao hélio-4 ou ao hélio-3 resfriado a temperaturas criogênicas extremas, onde ele exibe superfluidez – um estado da matéria com viscosidade zero e condutividade térmica infinita. Este fluido quântico pode fluir sem atrito, escalar paredes de recipientes e apresenta fenómenos únicos, como o efeito fonte e vórtices quantizados.अतिद्रव हीलियम या तो हीलियम-4 या हीलियम-3 को अत्यधिक शीतलन तापमान तक ठंडा करने पर प्राप्त होता है, जहां यह अतिद्रविता प्रदर्शित करता है - एक शून्य श्यान और अनंत ऊष्मीय चालकता वाला पदार्थ का अवस्था। यह क्वांटम द्रव घर्षण के बिना बह सकता है, बर्तन की दीवारों पर चढ़ सकता है और झार प्रभाव और मात्रात्मक वर्तिका जैसी अद्वितीय घटनाएं प्रदर्शित करता है।Helium superfluid merujuk pada helium-4 atau helium-3 yang didinginkan hingga suhu ekstrem kriogenik, di mana ia menunjukkan sifat superfluiditas—keadaan materi dengan viskositas nol dan konduktivitas termal tak terbatas. Cairan kuantum ini dapat mengalir tanpa gesekan, merayap naik dinding wadah, dan menunjukkan fenomena unik seperti efek sumber air mancur dan vorteks terkuantisasi.L'hélium superfluide désigne soit l'hélium-4, soit l'hélium-3 refroidi à des températures extrêmement cryogéniques, où il présente la superfluidité – un état de la matière caractérisé par une viscosité nulle et une conductivité thermique infinie. Ce fluide quantique peut s'écouler sans frottement, grimper le long des parois des récipients, et présente des phénomènes uniques tels que l'effet fontaine et les tourbillons quantifiés.超流動ヘリウムとは、ヘリウム4またはヘリウム3を極めて低い温度まで冷却したときに現れる超流動性を示す物質の状態を指す。この量子流体は粘性がゼロで、熱伝導度が無限大であり、摩擦なしに流れたり、容器の壁を登ったりすることができる。また、噴流効果や量子渦などの特異な現象を示す。Сверхтекучий гелий представляет собой либо гелий-4, либо гелий-3, охлажденный до экстремальных криогенных температур, где он проявляет сверхтекучесть – состояние вещества с нулевой вязкостью и бесконечной теплопроводностью. Этот квантовый флюид может течь без трения, подниматься по стенкам сосуда и демонстрировать уникальные явления, такие как фонтанный эффект и квантованные вихри.Unter superfluem Helium versteht man entweder Helium-4 oder Helium-3, das auf extreme tiefkalte Temperaturen abgekühlt wird, wodurch es Superfluidität aufweist – einen Materiezustand mit null Viskosität und unendlicher Wärmeleitfähigkeit. Dieses Quantenfluid kann reibungsfrei fließen, Behälterwände hinaufklettern und zeigt einzigartige Phänomene wie den Brunnenwirbel und quantisierte Wirbel.초유체 헬륨은 극저온 상태에서 초유체성이라는 특이한 물리적 상태를 보이는 헬륨-4 또는 헬륨-3를 말한다. 초유체성은 점성이 0이고 열전도도가 무한대인 상태로, 양자 유체의 특성이다. 이 물질은 마찰 없이 흐를 수 있으며 용기 벽을 타고 올라갈 수 있고, 분출 효과와 양자화된 소용돌이 현상과 같은 독특한 현상을 보인다. के घर्षणरहित प्रवाह से अन्य धमाकेदार प्रभाव भी उत्पन्न होते हैं, जिनमें से सबसे बड़ा 'फव्वारा प्रभाव' है। अगर एक सुपरफ्लूइड हीलियम वाले चैम्बर में नीचे एक छिद्रपूर्ण प्लग लगा हो और इसे थोड़ा गर्म किया जाए, तो सुपरफ्लूइड घटक प्लग के माध्यम से ऊपर की ओर प्रवाहित होकर एक फव्वारे की तरह बाहर निकल आएगा। यह इसलिए होता है क्योंकि सुपरफ्लूइड में शून्य श्यान होता है, इसलिए यह गर्म क्षेत्र की ओर प्रतिरोध के बिना चल सकता है, प्रभावशाला रूप से बर्तन से बाहर निकल जाता है।
हीलियम के अलावा, सुपरफ्लूइडिटी की अवधारणा अन्य चरम परिस्थितियों में भी फैली हुई है। यह सुपरफ्लूइड न्यूट्रॉन तारों के केंद्र में अस्तित्व में हो सकते हैं, जहां न्यूट्रॉन स्वयं एक घर्षणरहित तरल बनाते हैं, जो तारे के घूर्णन गति को प्रभावित करते हैं। कुछ अनुमानित सिद्धांतों में यहां तक कि एक 'सुपरफ्लूइड वैक्यूम' को क्वांटम गुरुत्व के लिए एक ढांचा के रूप में प्रस्तावित किया गया है, जो स्थान-काल के बुनियादी स्तर पर सुपरफ्लूइडिटी के गुणों के प्रदर्शन का सुझाव देता है।
जिसका हम अभी तक ज्ञान नहीं है
दशकों तक के अध्ययन के बाद भी, सुपरफ्लूइडिटी के सभी पहलुओं का वर्णन करने वाला एक पूर्ण, एकीकृत सूक्ष्म सिद्धांत, विशेष रूप से विचित्र प्रणालियों या उच्च तापमान पर, अभी भी अनुपलब्ध है। लैम्ब्डा बिंदु पर संक्रमण तंत्र अच्छी तरह से घटनात्मक रूप से वर्णित हैं, लेकिन इस तरह की मैक्रोस्कोपिक समन्वय के कारण बनने वाले ठीक क्वांटम अंतःक्रियाओं का अभी तक अधिक निर्माण नहीं हुआ है।
हम इसके बारे में पूर्ण रूप से समझ नहीं पाए हैं कि उच्च तापमान वाले सुपरफ्लूइड कैसे इंजीनियर किए जा सकते हैं। हीलियम-3 में सुपरफ्लूइडिटी हीलियम-4 की तुलना में भी नीचे के तापमान पर होती है (फर्मियन जोड़े की आवश्यकता होती है), लेकिन ऐसे पदार्थों को बनाने में जो कमरे के तापमान के पास इन घर्षणरहित गुणों का प्रदर्शन कर सकते हैं, वे बदलाव लाने वाली तकनीकों को खोल सकते हैं।
और खगोल भौतिकी के लिए न्यूट्रॉन तारों के आंतरिक गतिकी से लेकर अनुमानित सुपरफ्लूइड अंधेरे पदार्थ सिद्धांतों तक के नतीजे अभी भी बहुत हद तक सैद्धांतिक हैं। इन आकाशीय संदर्भों में सुपरफ्लूइड व्यवहार की प्रयोगात्मक सत्यापन करना बहुत बड़ी चुनौती है।
सुपरफ्लूइडिटी हमेशा याद दिलाती है कि ब्रह्मांड, अपने सबसे ठंडे और मौलिक रूप में, ऐसी घटनाएं होती हैं जो हमारी दैनिक अंतर्दृष्टि को चुनौती देती हैं, एक क्वांटम दुनिया का खुलासा करती हैं जो अलग-अलग और सुंदर नियमों पर काम करती है।