超流體與玻色-愛因斯坦凝聚
噴泉效應
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拿一根盛著超流氦的細管,用一束微光照它的底部、讓它升溫哪怕一丁點,液體便會沿著管子竄上去,像一股小噴泉似的從頂上噴出。給液體加熱竟讓它向上射出,聽上去與常理相反——熱通常只讓東西冒泡或冒汽——可超流體偏偏就這麼幹。
噴泉效應之所以發生,是因為在超流體裡,熱與流動詭異地糾纏在一起。把這液體想成一個攜熱的正常部分,外加一個無摩擦的超流部分。若你用細粉把一條窄通道塞滿,讓只有那無摩擦的部分擠得過去,再輕輕加熱一側,超流便會朝溫暖的那一區奔湧,想把溫差抹平——而由於這無摩擦的流動毫無阻力,它能積聚到足以從噴嘴裡射出一道穩穩的水柱。
它之所以重要,是因為它是最生動、最直觀的演示之一,表明超流體受量子規則支配,而非受尋常壓強那種推推搡搡的支配。常見的誤解是以為熱把液體煮沸了向上送;其實根本沒有任何東西在沸騰——這道噴流是由超流成分朝熱處流動驅動的,是對溫差的一種純粹力學響應。
在那個經典演示裡,一根塞滿細金剛砂粉的玻璃管浸在超流氦中;只要把粉末加熱到極微的程度,一道細細的氦噴流便會向空中噴出好幾釐米,只要那柔和的暖意還在,它就一直噴下去。
一絲熱意,便讓超流氦從塞滿細粉的管中噴湧而出。
由於只有超流部分能穿過粉塞,而它又不攜帶熱,到達溫暖那一側的液體反而比它出發處更冷——噴泉效應其實可以當作一台微小的熱泵來用。
又稱
另見