Гелий демонстрирует одно из самых удивительных явлений в физике при охлаждении до крайне низких температур, близких к абсолютному нулю (-273,15°C или 0 Кельвинов). При достижении температуры около -272°C (примерно 2,17 Кельвинов), гелий переходит в состояние, известное как сверхтекучесть. В этом состоянии гелий проявляет нулевую вязкость, что означает, что он может течь без какого-либо трения или сопротивления.
Сверхтекучий гелий обладает поразительными свойствами: он может легко протекать через мельчайшие поры или трещины, через которые обычные жидкости не смогли бы пройти. Один из самых зрелищных аспектов сверхтекучести — это способность гелия течь вверх по стенкам сосуда и вытекать из него, противодействуя гравитации. Это явление называется эффектом Роллина и было впервые наблюдено Петром Капицей и Джоном Алленом в 1930-х годах.
Этот странный эффект сверхтекучести объясняется квантовой механикой: при очень низких температурах атомы гелия начинают вести себя как одна когерентная волна, а не как отдельные частицы. В этом состоянии они формируют так называемый конденсат Бозе-Эйнштейна, в котором частицы занимают одно и то же квантовое состояние, что и приводит к сверхтекучести.
Сверхтекучий гелий остается одним из самых активно изучаемых веществ в физике низких температур из-за его уникальных и экзотических свойств, которые бросают вызов нашему пониманию традиционной физики и предоставляют уникальные возможности для исследования квантового мира.