Roton
| Ezt a szócikket át kellene olvasni, ellenőrizni a szöveg helyesírását és nyelvhelyességét, a tulajdonnevek átírását. Esetleges további megjegyzések a vitalapon. |
A roton kvázirészecske a szuperfolyékony hélium-4-ben.
Kvázirészecske
szerkesztésA kvázirészecske nem valódi részecske, hanem egy adott anyaghoz kapcsolódó állapot illetve tulajdonság leírását segíti elő. Mint ilyen a térben elfoglalt helye, előfordulási területe sem tetszőleges.
Felfedezése
szerkesztésLev Davidovics Landau Nobel-díjas fizikus a szuperfolyékony hélium vizsgálatakor sejtette meg a létezését, és írta le a hélium mikroszkopikus örvényszerű gerjesztéseinek, a rotonoknak a tulajdonságait.
A folyékony hélium viselkedése 2,2 Kelvin hőmérséklet alá hűtésekor hirtelen megváltozik, szuperfolyékonnyá válik. Ez azt jelenti, hogy gyakorlatilag súrlódás nélkül áramlik át egyik része a kapillárison. A hélium másik fele erősen felmelegszik, mintha a folyadék hideg része távozott volna az edényből. Landau ötlete, amely ma már a kvantumfolyadékok elméletének alapja, azt mondja ki, hogy az ilyen tulajdonságú szuperfolyékony héliumban kétféle hanghullám terjedhet.
Landau pontosan megjósolta mindkét hullám tulajdonságait és közben a szuperfolyékony hélium mikroszkopikus örvényszerű gerjesztéseinek, a „roton”-oknak a tulajdonságait is. Ezeket csak Landau halála után sikerült kimutatni, amikor is egy kísérlet során a héliumon neutronnyalábot engedtek át és neutronsugár elhajlásából világosan kiderült: a rotonok valóban léteznek.
Landau 1962-ben fizikai Nobel-díjat kapott a szuperfolyékonyság matematikai elméletének kidolgozásáért, amely a folyékony hélium tulajdonságait számolja 2,17 K (−270,98 °C) alatti hőmérsékleten. A szilárd és folyékony anyagra, különösképpen a folyékony héliumra vonatkozó úttörő elméleteiét értékelték a díjjal.