La diferencia clave entre la superfluidez y la superconductividad es que la superfluidez es el flujo de 4 átomos de helio en un líquido, mientras que la superconductividad es el flujo de una carga de electrones dentro de un sólido.
Los términos superfluidez y superconductividad son fenómenos relacionados de flujo sin resistencia, pero describen estos flujos para diferentes sistemas.
¿Qué es la superfluidez?
La superfluidez es una propiedad característica de un fluido que tiene una viscosidad cero y es capaz de fluir sin pérdida de energía cinética. Si agitamos un superfluido, tiende a formar vórtices que continúan girando indefinidamente. Podemos observar superfluidez en dos isótopos de helio: helio-3 y helio-4. Podemos licuar estos dos isótopos enfriándolos a temperatura criogénica.
La superfluidez es una propiedad de varios otros estados exóticos de la materia que se encuentran bajo la astrofísica, la física de alta energía y la gravedad cuántica. La teoría de la superfluidez fue desarrollada por el físico soviético Lev Landau junto con Isaak Khalatnikov. Sin embargo, este fenómeno fue descubierto originalmente por Pyotr Kapitsa y John F. Allen en helio líquido.
Figura 01: El helio líquido es superfluidez
Al considerar el helio-4 líquido, su superfluidez ocurre a una temperatura muy alta en comparación con la del helio-3. Esto se debe principalmente a que un átomo de helio-4 es una partícula de bosón, en virtud de su espín entero, mientras que un átomo de helio-3 es una partícula de fermión que puede formar bosones solo a través del emparejamiento consigo mismo a baja temperatura. Además, la superfluidez del helio-3 fue la base del premio Nobel de física en 1996.
¿Qué es la superconductividad?
La superconductividad es un fenómeno cuántico en el que ciertos materiales exhiben una alta conductividad en regímenes magnéticos y de temperatura particulares. Este fenómeno fue descubierto por Onnes en 1911. Sin embargo, no había una teoría microscópica consistente que pudiera describir por qué ocurre la superconductividad en el momento del descubrimiento. Sin embargo, Bardeen y Cooper publicaron un artículo que establece la base matemática de la superconductividad convencional.
El descubrimiento de la superconductividad ocurrió durante el estudio de las propiedades de transporte del mercurio (Hg) a baja temperatura. Onnes descubrió que, por debajo de la temperatura de licuefacción del helio (alrededor de 4,2 K), la resistividad del mercurio cae repentinamente a cero. Pero la expectativa era que la resistividad llegaría a cero o divergiría a una temperatura cero pero no desaparecería repentinamente a una temperatura finita. Esta desaparición indicaba un nuevo estado fundamental y se descubrió como una propiedad de la superconductividad.
¿Cuál es la diferencia entre superfluidez y superconductividad?
La superfluidez es una propiedad característica de un fluido que tiene una viscosidad cero y puede fluir sin pérdida de energía cinética. La superconductividad es un fenómeno cuántico en el que ciertos materiales exhiben una alta conductividad en regímenes magnéticos y de temperatura particulares. La diferencia clave entre la superfluidez y la superconductividad es que la superfluidez es el flujo de 4 átomos de helio en un líquido, mientras que la superconductividad es el flujo de carga de electrones dentro de un sólido.
La siguiente infografía explora la diferencia entre superfluidez y superconductividad en forma tabular.
Resumen: superfluidez frente a superconductividad
La superfluidez es una propiedad característica de un fluido que tiene una viscosidad cero y puede fluir sin pérdida de energía cinética. La superconductividad es un fenómeno cuántico en el que ciertos materiales exhiben una alta conductividad en regímenes magnéticos y de temperatura particulares. La diferencia clave entre la superfluidez y la superconductividad es que la superfluidez es el flujo de 4 átomos de helio en un líquido, mientras que la superconductividad es el flujo de carga de electrones dentro de un sólido.
