4408: Não há limite de velocidade num universo de super fluidos (e já sabemos porquê)

CIÊNCIA/FÍSICA

(dr) Lancaster University
Partículas exóticas aderem a todas as superfícies do superfluido

O super-fluido ainda obedece às leis da Relatividade Geral. Ainda assim, é seguro afirmar que, num super-fluido, não há limite de velocidade.

Um superfluido é um líquido a uma temperatura extremamente baixa, próxima do zero absoluto. Um dos elementos mais utilizados para se fazer super-fluidos é o hélio-3, um isótopo de hélio de massa atómica igual a 3 unidades e extremamente raro na Terra.

Até agora, a velocidade crítica de Landau integrava os modelos teóricos dos cientistas, na medida em que determinava que se um submarino fosse colocado num mar de super fluidos, a embarcação não poderia ultrapassar a velocidade crítica sem destruir esse superfluido.

Mas uma nova investigação, levada a cabo por uma equipa de cientistas da Universidade de Lancaster, no Reino Unido, mostrou que é possível ultrapassar esse limite de velocidade dentro de um superfluido, avança o Live Science.

O estudo, cujo artigo científico foi publicado a 21 de Setembro na Nature Communications, explica que o ” superfluido hélio-3 funciona como vácuo para uma haste que se move através dele, embora seja um líquido relativamente denso”.

Não há resistência absolutamente nenhuma. Acho isso muito intrigante”, comentou o autor principal Samuli Autti.

Nesta equação entra o fermião, uma partícula elementar de spin semi-inteiro. Os cientistas explicam que, por vezes, dois fermiões juntam-se e comportam-se como um único bosão, num fenómeno conhecido como pares de Cooper.

Os super-fluidos podem ser constituídos tanto por bosões como por pares de fermiões. O superfluido de hélio-3, utilizado no estudo, utiliza os pares de fermiões. No entanto, por ser composto por partículas ligadas, e não uma única, poderia ser muito frágil. Ao quebrar a barreira da velocidade de Landau, estes objectos poderiam ocasionar a quebra dos pares de Cooper, acabando com o estado de super-fluidez do hélio-3.

O colapso só não acontece porque a haste possui uma protecção, uma espécie de capa formada por estas partículas exóticas que a isola do superfluido. “Ao fazer a haste mudar de direcção de movimento, pudemos concluir que a haste ficará oculta do superfluido pelas partículas ligadas que o cobrem, mesmo quando a velocidade for muito alta”, esclarece Ash Jennings, um dos co-autores do estudo.

Uma das principais aplicações dos super fluidos é o desenvolvimento de super-condutores.

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Por ZAP
30 Setembro, 2020