Peamine erinevus ülivoolavuse ja ülijuhtivuse vahel on see, et ülivoolavus on heeliumi 4 aatomi vool vedelikus, ülijuhtivus aga elektronlaengu vool tahke aine sees.
Terminid ülivoolavus ja ülijuhtivus on omavahel seotud nähtused ilma takistuseta vooluga, kuid need kirjeldavad neid voogusid erinevate süsteemide jaoks.
Mis on ülivoolavus?
Ülivoolavus on nullviskoossusega vedeliku iseloomulik omadus, mis suudab voolata ilma kineetilise energia kadumiseta. Kui me segame ülivedelikku, kipub see moodustama keeriseid, mis jätkavad pöörlemist lõputult. Võime jälgida ülivoolavust kahes heeliumi isotoobis: heelium-3 ja heelium-4. Me saame need kaks isotoopi vedeldada, jahutades need krüogeense temperatuurini.
Ülivoolavus on mitmesuguste teiste astrofüüsika, kõrgenergiafüüsika ja kvantgravitatsiooni alla kuuluvate eksootiliste aine olekute omadus. Ülivoolavuse teooria töötas välja Nõukogude füüsik Lev Landau koos Isaak Khalatnikoviga. Selle nähtuse avastasid algselt aga Pyotr Kapitsa ja John F. Allen vedelas heeliumis.
Joonis 01: Vedel heelium on ülivoolav
Kui arvestada vedelat heelium-4, siis selle ülevoolavus esineb heelium-3-ga võrreldes väga kõrgel temperatuuril. Selle põhjuseks on peamiselt see, et heelium-4 aatom on täisarvu spinni tõttu bosoniosake, samas kui heelium-3 aatom on fermiooniosake, mis saab bosoneid moodustada ainult madalal temperatuuril endaga paaritumisel. Veelgi enam, heelium-3 ülivoolavus oli 1996. aasta füüsika Aadli auhinna aluseks.
Mis on ülijuhtivus?
Ülijuhtivus on kvantnähtus, kus teatud materjalidel on kõrge juhtivus teatud magnet- ja temperatuurirežiimidel. Selle nähtuse avastas Onnes 1911. aastal. Siiski ei olnud ühtset mikroskoopilist teooriat, mis kirjeldaks, miks ülijuhtivus avastamise ajal esineb. Bardeen ja Cooper avaldasid aga dokumendi, milles kirjeldati tavapärase ülijuhtivuse matemaatilist alust.
Ülijuhtivus avastati elavhõbeda (Hg) transpordiomaduste uurimisel madalal temperatuuril. Onnes avastas, et heeliumi veeldumistemperatuurist madalamal (umbes 4,2 K juures) langeb elavhõbeda eritakistus ootamatult nullini. Kuid ootus oli, et eritakistus kas nulli langeb või nulltemperatuuril lahkneb, kuid ei kao järsku lõplikul temperatuuril. See kadumine viitas uuele põhiolekule ja avastati ülijuhtivuse omadusena.
Mis vahe on ülivoolavusel ja ülijuhtivusel?
Ülivoolavus on nullviskoossusega vedeliku iseloomulik omadus, mis suudab voolata ilma kineetilise energia kadumiseta. Ülijuhtivus on kvantnähtus, kus teatud materjalidel on teatud magnetiliste ja temperatuurirežiimide korral kõrge juhtivus. Peamine erinevus ülivoolavuse ja ülijuhtivuse vahel on see, et ülivoolavus on heeliumi 4 aatomi vool vedelikus, samas kui ülijuhtivus on elektronlaengu vool tahke aine sees.
Järgmine infograafik uurib ülivoolavuse ja ülijuhtivuse erinevust tabeli kujul.
Kokkuvõte – ülivoolavus vs ülijuhtivus
Ülivoolavus on nullviskoossusega vedeliku iseloomulik omadus, mis suudab voolata ilma kineetilise energia kadumiseta. Ülijuhtivus on kvantnähtus, kus teatud materjalidel on teatud magnetiliste ja temperatuurirežiimide korral kõrge juhtivus. Peamine erinevus ülivoolavuse ja ülijuhtivuse vahel on see, et ülivoolavus on heeliumi 4 aatomi vool vedelikus, samas kui ülijuhtivus on elektronlaengu vool tahke aine sees.
