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什么是超流体?

(2015-05-21 02:56:13)

        记得,在60多年前,我在南京第十中学(后来改为南京大学附属中学)学习。在化学实验室里面,老师指导我们实验“氢与氧化合成水”的实验,印象深刻,至今不忘。

    大概在上世纪30-40年代,原苏联科学家着手研制大型火箭,使用氢、氧作为火箭的燃料。在那个时期,遇到如何将火箭燃料液化存储的问题。大家知道,氢与氧的液化过程都涉及到所谓的“低温物理学”,也就是说,在绝对零度(-273摄氏度)的环境中究问题。超导与超流体都是低温物理学的研究课题。

    原苏联科学家皮卡察(Pyotr Kapitsa1894-1984)对低温物理学有特特殊的贡献,研制出氦(Helium)的液化装置。氦是核聚变的产物,化学性质稳定,不活泼,是惰性气体,沸点是-269摄氏度,十分接近绝对零度。研制氦的液化装置意义重大,为此,皮卡察荣获1978年诺贝尔物理奖。

    在接近绝对零度的环境中,液态氦表现出一些怪异的物理特性,比如:完全失去粘稠性(Viscosity),没有摩擦力。人们称其为“超流体”(Superfluid),可以永远流动,不会停止,如同超导现象。

    液态氦在许多方面都有重要应用,比如“氩氦刀”,治疗肺癌。用针管将液态氦注入病灶(微创手术),快速冻结患癌组织,杀死癌细胞,然后用氩气逐步升温,接连反复数次使患者康复。氩氦刀是肿瘤患者的大救星

       在核聚变(托卡马克装置)研究领域,超导与超流体是“绝配”,为此,俄罗斯科学家Alexei A. Abrikosov1928- 等人荣获2003年度诺贝尔物理奖

      说明:超导与超流体的理论基础是量子力学。如何科普量子力学?我想试一试。

袁萌 522



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