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Concept
Superfluidité
Résumé
La superfluidité est un état de la matière dans lequel celle-ci se comporte comme un fluide dépourvu de toute viscosité.
Découverte en 1937 par Piotr Kapitsa, simultanément avec, semble-t-il, John F. Allen et A. Don Misener, elle a d'abord été décrite comme une propriété de l'hélium (à très basse température) lui permettant de s'écouler à travers des canaux capillaires ou des fentes étroites sans viscosité. Par la suite, le phénomène a trouvé des applications non seulement dans la théorie de l'hélium liquide, mais également en astrophysique, en physique des particules et dans la théorie quantique des champs.
Les physiciens mentionnés ci-dessus ont constaté qu'en dessous de la température critique d'environ , (soit ), qui est appelé le point lambda (λ), l'hélium 4 subissait une transition de phase. Il passait d'un état liquide à un autre aux propriétés sensiblement différentes. En effet, l'expérience, confirmée par la suite, montra que ce nouvel état de l'hélium conduisait très bien la chaleur, ce qui ne pouvait s'expliquer que par une faible viscosité.
Des expériences plus spécifiques à la mécanique des fluides montrèrent ensuite que l'écoulement de cet hélium dans un tuyau était sensiblement indépendant de la pression appliquée sur les parois du tuyau. On a également montré que cet écoulement était indépendant de la section du tuyau en question.
Ceci ne pouvait s'expliquer que par une absence totale de viscosité, d'où le nom de superfluidité.
Finalement, un liquide est dit superfluide s’il n'oppose aucune résistance à l'écoulement. En conséquence, les solides qui se meuvent dans le liquide ne subissent aucun frottement visqueux.
Un liquide superfluide placé dans un récipient va s'échapper par capillarité en remontant les parois du récipient et en s'écoulant en dessous.
alt=L'hélium II « rampe » le long des surfaces afin de trouver son propre niveau - après un court moment, les niveaux dans les deux conteneurs s'égaliseront. Un film (film Rollin) couvre également le plus grand des récipient.
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