Das bizarre Verhalten von Superflüssigkeiten! Wände hochklettern und aus Bechergläsern steigen

ÜBERFLÜSSIGKEIT:

Superfluidität ist eines der erstaunlichsten Quantenphänomene, bei denen wir sitzen und zusehen können, wie sie vor unseren Augen geschehen! Sehen Sie sich dieses Video an, es ist nur ein paar Minuten lang und bringt Sie der Quantenmechanik in all ihrer Schönheit von Angesicht zu Angesicht. Dann werfen Sie einen Blick auf die folgenden Fragen.

http://www.youtube.com/watch?v=9FudzqfpLLs

FRAGEN:

Eine Supraflüssigkeit hat die erstaunliche Fähigkeit, an den Wänden des Glasbehälters, in dem sie sich befindet, hochzuklettern: Trotzt sie der Schwerkraft?

Durch die Wände des Glasbehälters kann eine Supraflüssigkeit austreten: Quantentunneln vor unseren Augen?

Flüssigkeiten können in einem engen Rohr aufsteigen, und das Phänomen wird als Kapillarwirkung bezeichnet. Auf diese Weise haben Pflanzen Wasser (und andere Dinge), die von den Wurzeln aufsteigen, durch die Stängel, um die Blätter zu erreichen. Die Schwerkraft zieht die Dinge nicht unbedingt nach unten; Es verursacht Energiekosten, damit die Dinge nach oben gehen. Wenn diese Energiekosten gedeckt sind (z. B.: Hubschrauber, Ballons), dann können die Dinge steigen, sonst die Dinge fallen. Dieses Phänomen widersetzt sich also nur in dem Maße der Schwerkraft wie alles andere, was aufsteigt. Daher schlage ich vor, dass Sie diese Erwähnung der Schwerkraft aus Ihrer Frage entfernen. Ansonsten ist es eine gute Frage.
@Siva Eine Kapillare mit 1-5 mm Durchmesser ist nicht mit einem Becherglas mit 5-10 cm Durchmesser zu vergleichen. Ihre Antwort darauf in Ihrer Antwort hat mehr Gewicht als die in Ihrem Kommentar!
Ich wollte nicht andeuten, dass die Kapillarwirkung im Fall von superflüssigem Helium die Erklärung ist. Ich möchte einfach (indem ich mich auf ein anderes Beispiel beziehe) analogisieren , dass es keinen Sinn macht, es Anti-Schwerkraft zu nennen.

Antworten (1)

Wenn das superflüssige Helium aus dem Behälter austritt, ist das kein Tunneln . Ein paar Tropfen superflüssiges Helium enthalten viele, viele Atome, und es wäre äußerst unwahrscheinlich , dass sie alle durchtunneln würden, da dies so gut wie nicht passieren würde. Was bringt also das Helium zum Ausströmen?

Wenn Sie genau hinsehen, ist der Behälter kein normaler Glasbecher, sondern sein Boden besteht aus einem anderen Material (ich denke, es ist eine Art Keramik mit winzigen Poren). Wie der Wissenschaftler im Video sagt, floss "normales" flüssiges Helium (oberhalb der kritischen Temperatur) nur deshalb nicht durch diese Poren, weil der viskose Widerstand es daran hinderte, herauszutropfen. Nach dem Phasenübergang zu einem Superfluid hat das *Superfluid* keine Viskosität mehr und widersteht dem Fließen nicht mehr. Es fließt also aus dem Behälter.

Was das Klettern an der Wand angeht: Es sollte irgendwie sein, dass es (locker) energetisch / probabilistisch vorzuziehen ist, dass die Flüssigkeit die Wände hochklettert und dann herausfließt, anstatt darin zu bleiben. Ich verstehe nicht wirklich, warum genau sie klettert die Wände eines Behälters und eine flüchtige Suche scheinen darauf hinzudeuten, dass es zwar auch dafür Erklärungen auf der Grundlage der Viskosität gibt, aber keinen klaren Konsens, der durch Experimente perfekt bestätigt wird.

Ich denke, dieses Video (mit Anmerkungen) ist informativer: https://www.youtube.com/watch?v=2Z6UJbwxBZI

Mein QFT-Professor sagte, es sei etwas in der Art der Van-der-Waals-Wechselwirkungen, die stark genug seien, um sie in den Container zu ziehen. Normale Flüssigkeiten tun dies aufgrund der Energieeinbuße der viskosen Reibung an den Wänden nicht.
Liebe @siva, ich denke, es ist reine Kapillarwirkung. Die Oberflächenspannung zieht die Folie gegen die Schwerkraft.
@Nick Das könntest du als Antwort schreiben. Ihre Erklärung scheint mit der von Matt Wartell auf quora quora.com/… identisch zu sein.
Das bizarre Verhalten von Superflüssigkeiten! Wände hochklettern und aus Bechergläsern steigen
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