Elio-4 superfluido

Elio-4 superfluido è la forma superfluida dell'Elio-4, un isotopo dell'Elio. Un superfluido è uno stato della materia in cui un fluido ha viscosità nulla. La sostanza appare come un liquido normale, ma l'assenza di viscosità comporta che il flusso attraverso sottili capillari è apparentemente indipendente dalla differenza di pressione come previsto dalla legge di Poiseuille per i fluidi viscosi in regime laminare. Non solo, apparentemente, riesce ad attraversare fori molto sottili che rappresentano un ostacolo insormontabile per i fluidi viscosi.

Conosciuto come il principale aspetto nello studio di idrodinamica quantistica e dei fenomeni quantistici macroscopici, la superfluidità è stata scoperta da Pyotr Kapitsa^[1] contemporaneamente a J. F. Allen e D. Misener^[2] nel 1937. Il fenomeno attualmente viene descritto mediante teorie microscopiche fenomenologiche. La formazione di superfluido si sa essere dovuta alla formazione del condensato di Bose-Einstein. La cosa è facilmente verificabile sperimentalmente in quanto la temperatura a cui si manifesta la superfluidità dell'Elio-4 è di gran lunga più alta di quella per cui si manifesta nell'Elio-3. Ogni atomo di Elio-4 è un bosone, in quanto ha spin eguale a 0. Al contrario l'Elio-3 è un fermione, e forma bosoni solo se gli atomi di Elio-3 si accoppiano, con un processo simile all'accoppiamento degli elettroni nella superconduttività^[3].

Nel 1947 Onsager previde l'esistenza di vortici quantizzati nell'elio superfluido che furono trovati sperimentalmente tre anni dopo^[4]. Nel 1964 vengono trovati anelli di vortici quantizzati^[5]. L'effetto Josephson, una proprietà dei supeconduttori, si ha anche nell'Elio-4 superfluido ^[6].