ELIO SUPERFLUIDO
L’Elio (He) a temperatura ambiente è un gas (gas nobile)che si trova presente anche nell’aria in piccole percentuali. Quest’elemento presenta due isotopi l’Elio-4 e l’Elio-3.
Nell’aria l’Elio –4 è presente in quantità di una particella su 200000; mentre l’Elio-3 è un milionesimo di volte meno presente.
L’Elio-3 presenta il fenomeno della SUPERFLUIDITA’.
Questo isotopo, data la bassa percentuale nell’aria, è difficilmente ottenibile da essa: pertanto viene prodotto nei reattori nucleari irradiando del Litio con neutroni.
Un’altra caratteristica dell’Elio è il fatto che è il meno liquefabile dei gas: bolle a –268°C e solidifica a
-272°C. Ciò dipende sia dal fatto che le molecole sono molto piccole, sia dal fatto che queste possiedono una notevole inerzia chimica, sia dalla quasi assenza di attrazione tra gli atomi.Per questo le forze tra le molecole sono trascurabili anche quando, abbassando la temperatura, cessa l’agitazione termica, pertanto l'Elio rimane liquido (faseII) fino a circa un grado dallo zero assoluto; se sottoposto a pressioni elevatissime non solidifica nemmeno.
La superfluidità è la capacità dell’Elio-3 (II) di scorrere attraverso fori e canali strettissimi attraverso i quali non passa neppure l’elio gassoso.
Infatti, se sul cammino del superfluido si interpone un setto a fori finissimi (0,001 cm di diametro) il superfluido lo attraversa in una frazione di secondo, in una quantità tale che allo stato gassoso impiegherebbe giorni producendo zampilli alti anche 30 cm.
Le due caratteristiche principali dell’elio superfluido sono la conducibilità termica (cento milioni di volte superiore a quella dell’Elio I (allo stato gassoso) ) e la sua viscosità pressoché nulla.
La viscosità (attrito tra le molecole ), con l’abbassamento della temperatura verso lo zero assoluto anziché aumentare diminuisce. L’Elio II, come già detto, portato al di sotto di 2,19k° mediante tecniche particolari, e a pressioni inferiori alle 25 atmosfere è costituito da una miscela di due fluidi, un liquido normale (Elio-4) e un superfluido (Elio- 3).
Se si stabilisce una differenza di temperatura in seno al liquido, il superfluido si muove verso la sorgente di calore mentre il fluido si muove verso la parte opposta.
L’Elio superfluido è inoltre un liquido "Antigravitazionale", sperimentalmente riesce infatti ad arrampicarsi sulle pareti del recipiente che lo contiene.
Un'altra proprietà è la caratteristica di generare vortici quantici e particolari onde.
GLI SCOPRITORI DELL'ELIO SUPERFLUIDO.
Queste scoperte si devono principalmente agli scienziati americani Osheroff e Richardsonn che hanno vinto il premio Nobel per la fisica nel ’96.
Nel 1972 portando l’ Elio a temperature tra 2,7 e 1,8K° essi hanno osservato anomalie nella curva di fusione di Elio –3 solido (curva tempo-pressione), scoprendo la suprfluidità dell’Elio. Le anomalie notate sono a livello molecolare e sono spiegabili dalla teoria dei quanti e dalla teoria di Einstain- Bose.
