O que é a superfluidez

Supõe-se que a superfluidez do 4He seja uma manifestação da condensação de Bose-Einstein, isto é, a tendência das partículas que obedecem à estatística de Bose-Einstein de condensarem em quantidades macroscópicas no estado de energia mais baixa. De facto, o spin das partículas compostas é obtido somando os spins das partículas individuais e o átomo de 4He, composto por um número par de fermiões (quatro nucleões e dois electrões), é um bosão com spin zero.

Retrato de Kamerlingh Onnes.
Retrato de Kamerlingh Onnes.

A transição do 4He superfluido a 2.18 K ocorre a uma temperatura surpreendentemente próxima da estimativa de 3.2 K obtida para um sistema de partículas independentes com massa e densidade idênticas às do 4He líquido. Contudo, as propriedades do 4He superfluido não são descritas quantitativamente pela teoria de Bose-Einstein, dado que as interacções entre os átomos no líquido não podem ser desprezadas. Apesar de não existir uma teoria microscópica para o 4He superfluido, a sua capacidade de fluir sem qualquer resistência, como se as forças de atrito estivessem ausentes do líquido, foi explicada fenomenologicamente por Landau em 1941 (Prémio Nobel da Física em 1962) considerando que apenas são excitadas vibrações de grande comprimento de onda, eliminando todos os processos microscópicos que estão na origem da viscosidade nos líquidos normais.