ההבדל העיקרי בין נזילות-על למוליכות-על הוא ש-Super-fluidity היא זרימת הליום 4 אטומים בנוזל ואילו-על-מוליכות היא זרימת מטען אלקטרונים בתוך מוצק.
המונחים נזילות-על ומוליכות-על הם תופעות קשורות של זרימה ללא התנגדות, אך הם מתארים זרימות אלו עבור מערכות שונות.
מהי Superfluidity?
נוזליות-על היא תכונה אופיינית של נוזל בעל צמיגות אפס ומסוגל לזרום ללא כל אובדן של אנרגיה קינטית. אם אנחנו מערבבים נוזל-על, הוא נוטה ליצור מערבולות שממשיכות להסתובב ללא הגבלת זמן.אנו יכולים לראות נזילות-על המתרחשת בשני איזוטופים של הליום: הליום-3 והליום-4. נוכל להזיל את שני האיזוטופים הללו על ידי קירורם לטמפרטורה קריוגנית.
נוזליות-על היא תכונה של מצבים אקזוטיים שונים אחרים של חומר הנמצאים תחת אסטרופיזיקה, פיזיקת אנרגיה גבוהה וכבידה קוונטית. התיאוריה לגבי נזילות-על פותחה על ידי הפיזיקאי הסובייטי לב לנדאו יחד עם אייזק חלאטניקוב. עם זאת, תופעה זו התגלתה במקור על ידי פיוטר קפיטסה וג'ון פ. אלן בהליום נוזלי.
איור 01: הליום נוזלי הוא נזילות-על
כאשר בוחנים את הליום-4 הנוזלי, נזילות העל שלו מתרחשת בטמפרטורה גבוהה מאוד בהשוואה לזו של הליום-3. הסיבה לכך היא בעיקר כי אטום הליום-4 הוא חלקיק בוזון, מתוקף ספין המספרים השלמים שלו בעוד שאטום הליום-3 הוא חלקיק פרמיון שיכול ליצור בוזונים רק באמצעות זיווג עם עצמו בטמפרטורה נמוכה.יתר על כן, נזילות העל של הליום-3 הייתה הבסיס לפרס האציל בפיזיקה ב-1996.
מהי מוליכות-על?
מוליכות-על היא תופעה קוונטית שבה חומרים מסוימים מציגים מוליכות גבוהה במשטרים מגנטיים וטמפרטורה מסוימים. תופעה זו התגלתה על ידי אונס בשנת 1911. עם זאת, לא הייתה תיאוריה מיקרוסקופית עקבית שיכולה לתאר מדוע מתרחשת מוליכות-על בזמן הגילוי. עם זאת, ברדין וקופר פרסמו מאמר המציין את הבסיס המתמטי למוליכות-על קונבנציונלית.
גילוי של מוליכות-על התרחש במהלך חקר תכונות התחבורה של כספית (Hg) בטמפרטורה נמוכה. אונס גילה שמתחת לטמפרטורת ההנזלה של ההליום (בערך 4.2 K), ההתנגדות של כספית יורדת לפתע לאפס. אבל הציפייה הייתה שההתנגדות תלך לאפס או תתפצל בטמפרטורה אפסית אבל לא תיעלם פתאום בטמפרטורה סופית.היעלמות זו הצביעה על מצב יסוד חדש והתגלה כמאפיין של מוליכות-על.
מה ההבדל בין נזילות-על למוליכות-על?
נוזליות-על היא תכונה אופיינית של נוזל בעל צמיגות אפס ומסוגל לזרום ללא כל אובדן אנרגיה קינטית. מוליכות-על היא תופעה קוונטית שבה חומרים מסוימים מציגים מוליכות גבוהה במשטרים מגנטיים וטמפרטורה מסוימים. ההבדל העיקרי בין נזילות-על למוליכות-על הוא ש-סופר-נוזליות היא זרימת הליום 4 אטומים בנוזל ואילו מוליכות-על היא זרימת מטען האלקטרונים בתוך מוצק.
האינפוגרפיקה הבאה בוחנת את ההבדל בין נזילות-על למוליכות-על בצורה טבלאית.
סיכום – נזילות-על מול מוליכות-על
נוזליות-על היא תכונה אופיינית של נוזל בעל צמיגות אפס ומסוגל לזרום ללא כל אובדן אנרגיה קינטית. מוליכות-על היא תופעה קוונטית שבה חומרים מסוימים מציגים מוליכות גבוהה במשטרים מגנטיים וטמפרטורה מסוימים. ההבדל העיקרי בין נזילות-על למוליכות-על הוא ש-סופר-נוזליות היא זרימת הליום 4 אטומים בנוזל ואילו מוליכות-על היא זרימת מטען האלקטרונים בתוך מוצק.
