[الهَياء]

الحالة الثانية للمادة
السيولة الفائقة ( [OVERLINE]أغرب حالات المادة [/OVERLINE])

تعد هذه الحالة هى الحالة الثانية للمادة بعد كثافة بوز – أينشتين، فهي تظهر فى السوائل عند درجة حرارة اعلي قليلاً من الدرجة التي تحدث عندها الحالة الأولي، حيث تنتاب هذه السوائل حالة من الجنون عند اقتراب درجة حرارتها من الصفر المطلق، إذ أنها تتدفق إلي أعلي دون مقاومة وتنساب بلا توقف علي جوانب الأوعية الحاوية لها مهملة قوي الاحتكاك والجاذبية، كما أنه بإمكان هذه السوائل اختراق الجدران والدوران بلا توقف من تلقاء نفسها دون أن تنخفض سرعتها، حقاً إنها بالفعل أغرب حالات المادة.........

لقد تمكن علماء الفيزياء من إسالة – أي تحويل المادة إلي سائل – جميع الغازات المعروفة فى نهاية القرن التاسع عشر ماعدا واحد فقط هو غاز الهيليوم، فلقد قاوم هذا الغاز جميع المحاولات لتسييله مما جعل البعض يعتقد بأنه غاز دائم لا يمكن أن يوجد فى حالة السيولة أو الصلابة، ولكن فى عام 1908 تمكن الهولندي [OVERLINE]كامرلنج أونز K. Onnes[/OVERLINE] من إسالته، وفي عام 1938 لاحظ كلا من السوفيتي كابيستا والكندي آلن أن الهيليوم المسال عندما يصل لدرجة 2.2 كلفن تحدث له بعض السلوكيات الشاذة، فهو ينساب دون لزوجة مطلقاً ويمكنه القيام بحيل مثل الانزلاق لأعلي صعوداً علي الجدران والخروج من الوعاء المفتوح، كما أنه لا يبدي أي مقاومة لأي جسم يمر من خلاله ولا يلتصق بأي جسم مثل السوائل العادية المعروفة............





أغرب خصائص[OVERLINE] الهيليوم الفائق السيولة [/OVERLINE]فى كونه ينساب بسرعة وحرية أكبر فى الأنابيب الضيقة أكثر منها فى الأنابيب المتسعة علي العكس تماماً من السوائل العادية، بل من الهيليوم المسال نفسه عند درجة حرارة أعلي قليلاً، فمثلاً ففي الماء أو الزيت لا يمكن لهما السريان عبر الأنابيب الرفيعة إلا بمساعدة قوة ضغط عليه، فمثلاً عند وضع الماء فى حقنة طبية لن يندفع الماء من الإبرة الرفيعة إلا إذا ضغطنا علي مكبس الحقنة، ولكن مع الهيليوم فائق السيولة فإنه يندفع من تلقاء نفسه بمجرد وضعه فى الحقنة...........

وتزداد غرابة وإثارة الهيليوم عند وضعه فى كأس زجاجي ووضع الكأس علي قرص دوار، فإنه من المتوقع كما فى السوائل العادية أن يدور الهيليوم المسال مع دوران الكأس حيث تكون سرعة الدوران فى وسط السائل أبطأ من أطرافه المتصلة بجدار الكأس من الداخل، ولكن حدث العكس تماماً فلقد كانت سرعة دوران الهيليوم فائق السيولة فى الوسط أكبر بكثير من سرعة دورانه عند الحافة مخالفاً بذلك قوانين بقاء الحركة، وتظهر هذه الحركة الغريبة فى الوسط علي شكل دوامات، وعند تقليل سرعة الدوران قليلاً تحدث مفاجأة أخري، حيث تتوقف حافة السائل تماماً عن الحركة بينما يظل وسط السائل فى حالة دوامات عنيفة.

سمة ظاهرة أخري محيرة وغريبة تتعلق بانتقال الحرارة داخل الهيليوم الفائق السيولة، فإن انتقال الحرارة خلاله لحظي وهائل السرعة بعكس السوائل العادية كما تزيد سرعة انتقال الحرارة كلما كان الفرق فى درجة الحرارة صغيراً وهو مناقض لقوانين الديناميكا الحرارية، حيث تنتقل الحرارة بسرعة أكبر كلما زاد الفرق فى الحرارة بين الجزء البارد والجزء الساخن فى الحالات العادية، لذا فالهيليوم الفائق السيولة لا يمكن وضعه فى حالة غليان، إذ أن ارتفاع درجة الحرارة فى أي جزء منه تعمل علي نقل الحرارة إلي جميع أجزاء السائل بالتساوي.

إن[OVERLINE] السوائل الفائقة السيولة [/OVERLINE]تبدي سلوكيات شاذة وغريبة عن كل ما هو معروف بالنسبة للسوائل، ولم يتمكن الفيزيائيين لعقوداً عديدة من تفسير هذه السلوكيات بناءاً علي قوانين السوائل العادية وحتى قوانين الفيزياء التقليدية، ومنذ عدة سنوات استطاع الفيزيائيين تفسير بعض هذه الظواهر الغريبة من خلال قوانين فيزيائية معقدة تسمي ميكانيكا الكم..............

:s_thumbup: