من المعلوم أنه يوجد دوامات في السوائل، على سبيل المثال، في النهر عندما يصبح الماء مضطربًا بعد أن يجتاز عقبة، أو في أنبوب الحمام الذي يفرغ.
كيف يتم تكميم الدوامة في السائل الفائق
- تحدث حالة مختلفة نوعًا ما في كوب من الماء يتم وضعه على طاولة دوارة، وبعض البطء الأولي يبدأ الماء في الدوران بشكل موحد مع الزجاج، وبحكم تعريف الدوامة فهي موجودة أيضًا في الدوران المنتظم؛ لأن سرعة التدفق عند الحواف أكبر منها في المركز.
- هناك فئة خاصة من السوائل تسمى السوائل الفائقة، وتمتلك السوائل الفائقة خاصية أنها يمكن أن تتدفق عبر قنوات ضيقة بدون لزوجة، ومع ذلك، فإن سلوك السوائل الفائقة تحت التدوير أكثر جوهرية من غياب التبديد.
- على عكس مثال كأس الماء، يكون الدوران في السوائل الفائقة دائمًا غير متجانس، ويدور السائل حول خطوط دوامة كمية، حيث تظهر خطوط الدوامة باللون الأصفر، ويُشار إلى التدفق المتداول حولها بواسطة الأسهم.
- لا توجد دوامة خارج الخطوط لأن السرعة بالقرب من كل خط أكبر من السرعة البعيدة، ومن الناحية الرياضية curl v = 0، حيث v (r) هو مجال السرعة.
- يتم تحديد السرعة حول كل خط دوامة بواسطة (h / m)، حيث (h) هو ثابت بلانك، و (m) كتلة ذرة واحدة.
- وجود ثابت بلانك يعني أن الدوامة الكمية هي نتيجة لميكانيكا الكم، حيث تكون (h) صغيرة جدًا، ولكنها كذلك (m)، لذا فإن النسبة (h / m) عيانية تمامًا، لذلك، فإن السيولة الفائقة هي ظاهرة كمومية على نطاق مجهري.
- يعتمد عدد خطوط الدوامة على ثابت (h / m)، حيث يوجد ما يقرب من 1000 خط دوامة في حاوية نصف قطرها 1 سم والتي تدور دورة واحدة في الدقيقة.
- تحدث السوائل الفائضة فقط في درجات حرارة منخفضة، حيث أن أشهر الموائع الفائقة هما نظيري الهليوم 3He و 4He.
- تم العثور على دليل على السيولة الفائقة في الغازات الذرية الباردة، ترتبط الموصلية الفائقة بالسيولة الفائقة، والتي تحدث في العديد من العناصر والمركبات في درجات حرارة منخفضة.
