Wikipedia

Supraneste karkaa astian reunojen yli nuolien osoittamalla tavalla. Huomaa myös astian uloimmaisilla reunoilla oleva supraneste

Supraneste on nimitys nestemäiselle aineelle, jossa ei havaita viskositeettia lainkaan hyvin alhaisissa lämpötiloissa.^[1] Viskositeetin hävittyä nesteellä ei ole minkäänlaista sisäistä vastustavaa voimaa, joten se on jatkuvassa liikkeessä. Toisin sanoen supraneste ei pysy astiassa vaan se karkaa astian reunuksien ylitse.^[2] Lämpötilaa, jossa nesteestä tulee supraneste kutsutaan lambdapisteeksi. Ensimmäisen kerran suprajuoksevuuden havaitsi Heike Kamerlingh Onnes, mutta hän ei pitänyt ilmiötä mielenkiintoisena.

[muokkaa] Tausta

Toistaiseksi tunnetaan kaksi supranestettä, jotka ovat heliumin (He) kuudesta isotoopista pysyvimmät ⁴He ja ³He. Helium on ainoa alkuaine, joka esiintyy hyvin pienessä paineessa nesteenä 2 K lämpötilassa. Helium muuttuu nesteeksi 4 K:n lämpötilassa ja kun lämpötilaa lasketaan aina 2 K asti heliumnesteessä havaitaan niin sanottu faasitransitio. Tällöin heliumnestettä ei voida kuvata enää klassisen mekaniikan avulla vaan on käytettävä kvanttimekaanista kuvausta. Nestemäinen helium ei kiinteydy lähellä absoluuttista nollapistettä, tämä havaitaan helium-3:n faasidiagrammista. Suprajuokseva helium johtaa lämpöä äärettömän hyvin.^[3]

Suprajuoksevia tiloja havaitaan myös alkalimetallien kaasuissa, esimerkiksi ⁸⁷Rb, ⁷Li, ²³Na, ¹H.^[4]

[muokkaa] Sovellukset

Supranesteet ovat kvanttihydrodynamiikan suurimpia tutkimuskohteita. Supranesteyttä ensimmäisinä alkoivat tutkia Pjotr Kapitsa, John Allen ja Don Misener vuonna 1937, joskin ilmiö oli jo heitä aiemmin löydetty. Supranestettä käytetään apuna muun muassa Gravity Probe B:n tutkimuslaitteissa sekä valon nopeuden pienentämiseen. Supranesteiden avulla Lene Hau on tutkimusryhmänsä kanssa onnistunut pienentämään valon nopeutta aina 17 m/s asti ja jopa hetkellisesti pysäytettyä.

[muokkaa] Lähteet