Douglas Osheroff

Izvor: Wikipedija
(Preusmjereno s Douglas D. Osheroff)
Prijeđi na navigaciju Prijeđi na pretraživanje
Douglas Osheroff
Douglas Osheroff 2011-08-08 cropped.JPG
Rođenje 1. kolovoza 1945.
Mjesto rođenja Aberdeen, Washington, SAD
Državljanstvo Amerikanac
Polje Fizika
Institucija Sveučilište Stanford
Laboratoriji Bell Telephone u Murray Hillu
Alma mater Kalifornijski tehnološki institut Caltech u Pasadeni
Sveučilište Cornell u Ithaci
Akademski mentor David Morris Lee
Poznat po Supratekućina ili suprafluidnost
Istaknute nagrade Nobelova nagrada za fiziku (1996.)

Douglas Osheroff (Aberdeen, Washington, 1. kolovoza 1945.), američki fizičar. Diplomirao (1967.) na Kalifornijskom tehnološkom institutu Caltech u Pasadeni, doktorirao (1973.) na Sveučilištu Cornell u Ithaci, gdje je kao poslijediplomant s D. M. Leejem i R. Richardsonom radio u laboratoriju za niske temperature, na istraživanju svojstava helijeva izotopa ³He na ultraniskim temperaturama od nekoliko tisućinki stupnja iznad apsolutne nule, te opazio pojavu (1971.) koja se naziva supratekućina ili suprafluidnost. Za njezino otkriće i kvantnomehaničko objašnjenje sva su trojica 1996. dobila Nobelovu nagradu za fiziku. [1]

Supratekućina ili suprafluidnost[uredi VE | uredi]

Vista-xmag.pngPodrobniji članak o temi: Apsolutna nula

Supratekućina ispunjava uronjenu posudu sve dok se razine ne izjednače.

Supratekućina ili suprafluidnost je naziv za agregatno stanje koje nastaje u nekim ukapljenim plinovima na vrlo niskim temperaturama (2,17 K za helijev izotop 4He), a svojstveni su mu nestanak viskoznosti i beskonačno velika toplinska vodljivost. Pored toga približavanjem temperaturi prijelaza (takozvana lambda točka) specifični toplinski kapacitet također teži k beskonačno velikoj vrijednosti.

Suprafluidnost je stanje ukapljenoga helija koje se očituje gibanjem tekućine bez trenja na ekstremno niskoj temperaturi uz očuvana adhezijska svojstva. Otkrio ju je 1937. Pjotr Leonidovič Kapica, a neovisno o njemu otkrili su je iste godine Donald Misener i John Frank Allen proučavajući pojave do kojih dolazi kada se helij ohladi na temperaturu nižu od 2,17 K. Ako se u suprafluidni helij djelomično uroni prazna posuda, po njezinim će se stijenkama u tankom sloju (do 30 nm) helij penjati i spuštati u posudu sve dok se razina helija u posudi ne izjednači s razinom okolnoga helija; ako se kapilarna cjevčica jednim krajem uroni u suprafluidni helij i osvijetli, na njezinu će gornjem kraju istjecati helij poput vodoskoka visoka do 10 centimetara (takozvani učinak vodoskoka). Danska fizičarka Lena Hau uspjela je 1999. u suprafluidu usporiti svjetlost do brzine 17 m/s, a 2001. uspjela ju je zaustaviti.

Helijevi izotopi 4He i 3He imaju različita suprafluidna stanja, a zbog različitoga broja neutrona u atomskoj jezgri (različitog spina) pripadaju različitim statistikama (kvantna statistika). Izotop helija 4He, sa spinom 0, je bozon, podvrgava se Bose-Einsteinovoj statistici, ukapljuje se na 4,2 K i prelazi u suprafluidno stanje na temperaturi 2,17 K, a izotop 3He, sa spinom 1/2, podvrgava se Fermi-Diracovoj statististici, ukapljuje se na 3,19 K, postaje suprafluidan na temperaturi 2,6 mK i ima dva različita suprafluidna stanja.

Teorijski doprinos tumačenju suprafluidnosti helijeva izotopa 4He prvi su dali Laszlo Tisza i L. D. Landau 1941. u dvokomponentnom modelu s kvazičesticama fononima i rotonima, a kvantnomehanički ju je nadogradio R. Feynman. Objašnjenje suprafluidnosti izotopa 3He uklopilo se u poopćenu BCS-teoriju (supravodljivost). Postizanje suprafluidnosti još je vrlo skupo zbog potrebnih izuzetno niskih temperatura i iznimne čistoće helija, pa se primjenjuje uglavnom u znanstvenim istraživanjima, na primjer pri proučavanju pojedinačnih molekula plina u suprafluidu, gdje se one zbog nedostatka trenja gibaju potpuno slobodno; za održavanje osjetljivih mjernih instrumenata ili dijelova instrumenata na niskoj temperaturi (u astronomskom satelitu za opažanje infracrvenoga zračenja, IRAS, koji je lansiran 1983., s pomoću 720 litara suprafluidnoga helija instrumenti se čuvaju na temperaturi 1,6 K). U širem smislu stanje elektrona u supravodiču također je suprafluidno.

Izvori[uredi VE | uredi]

  1. Osheroff, Douglas, [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, preuzeto 9. travnja 2020.