John Michael Kosterlitz

Izvor: Wikipedija
(Preusmjereno s J. Michael Kosterlitz)
Prijeđi na navigaciju Prijeđi na pretraživanje
John Michael Kosterlitz
Jkosterl.jpg
Rođenje 22. srpnja 1942.
Mjesto rođenja Aberdeen, Škotska, Ujedinjeno Kraljevstvo
Državljanstvo Britanac, Škot
Polje Fizika
Institucija Institut za teorijsku fiziku u Torinu,
Sveučilište u Birminghamu,
Sveučilište Brown u Providenceu
Alma mater Sveučilište u Cambridgeu,
Sveučilište u Oxfordu
Akademski mentor D. J. Thouless
Poznat po Fazni prijelazi
Supratekućina
Istaknute nagrade Nobelova nagrada za fiziku (2016.)
Član Kraljevskog društva (1996.)
Suprafluidni helij koji se nalazi u gornjoj posudi će pomalo isticati iz nje, kap po kap, sve dok se ne isprazni.

John Michael Kosterlitz (Aberdeen, 22. srpnja 1942.), britanski fizičar. Diplomirao (1965.) i doktorirao (1969.) na Sveučilištu u Cambridgeu. Radio je u Institutu za teorijsku fiziku u Torinu u Italiji (od 1969. do 1970.), na Sveučilištu u Birminghamu (od 1970. do 1982.) i Sveučilištu Brown u Providenceu (SAD) (od 1982.). Bavi se kondenziranom tvari, faznim prijelazima dvodimenzionalnih materijala. Otkrio je topološki fazni prijelaz nestajanja parova vrtloga u suprafluidu s povećanjem temperature (Kosterlitz-Thoulesseov prijelaz). Za teorijsko otkriće topoloških faznih prijelaza i topoloških faza tvari s D. J. Thoulesseom i D. Haldaneom dobio Nobelovu nagradu za fiziku (2016.). Član je Kraljevskog društva (eng. Royal Society) od 1978. [1]

Fazni prijelazi[uredi VE | uredi]

Vista-xmag.pngPodrobniji članak o temi: Fazni prijelazi

Fazni prijelazi su promjene stanja pojedine faze (elementarne, spoja, eutektičke smjese, peritektičkog spoja i slično) pri promjeni temperature. Razlikuju se fazni prijelazi I. vrste, kod kojih su u stanju ravnoteže slobodne entalpije u obje faze jednake po vrijednosti, ali se pritom entropija i volumen skokovito mijenjaju, i fazni prijelazi II. vrste, kod kojih se u stanju ravnoteže ne mijenjaju ni entalpija, ni entropija, ni volumen. U fazne prijelaze I. vrste spadaju na primjer taljenjeisparavanjesublimacija, a u fazne prijelaze II. vrste prijelazi kod kojih na primjer tvari gube feromagnetička svojstva (Curiejeva temperatura), pojava supravodljivosti, procesi razlaganja i stvaranja međumetalnih spojeva u čvrstoj fazi i tako dalje.

Supratekućina ili suprafluidnost[uredi VE | uredi]

Vista-xmag.pngPodrobniji članak o temi: Supratekućina

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 njem otkrili su ju 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 na primjer 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 statististici, 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 Lev Davidovič Landau 1941. u dvokomponentnom modelu s kvazičesticama fononima i rotonima, a kvantnomehanički ju je nadogradio Richard 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. Kosterlitz, John Michael, [1] "Hrvatska enciklopedija", mrežno izdanje, Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, pristupljeno 3. 5. 2020.