He II

Was ist eigentlich He2?

He ist die Elementbezeichnung für das zweitleichteste existierende chemische Element das im Universum existiert. Bei Normalbedingungen liegt es als farb und geruchloses Gas vor, das als Edelgas weitgehend stabil gegenüber chemischen Reaktionen ist. Im Alltag ist es besonders für seine Verwendbarkeit für Luftballons und Luftschiffe bekannt, da es diesen aufgrund seiner geringen Dichte Auftrieb verleiht.

In der Natur kommt Helium in verschiedenen Varianten (sog. Isotopen) vor, die sich im Aufbau des Atomkerns unterscheiden, jedoch nicht in den chemischen Eigenschaften. Die in der Natur bei weitem häufigste Variante ist das sogenannte 4He. Der Atomkern besteht in diesem Fall aus zwei Protonen und zwei Neutronen, womit dieses Teilchen zur Familie der sogenannten Bosonen zählt.

Dies führt zu ganz außergewöhnlichen Eigenschaften, die sich allerdings erst beim Abkühlen des Gases auf sehr tiefe Temperaturen zeigen. Wie die meisten Gase wird 4He zunächst flüssig. Weiteres Abkühlen führt aber nicht wie bei fast allen anderen Medien zur Ausbildung eines festen Körpers sondern Helium bleibt (unter Normaldruck) flüssig.

Allerdings zeigen sich bei Erreichen einer Temperatur von 2,18K (also etwa -271 Grad Celsius) ganz ungewöhnliche und überraschende Eigenschaften. Die Flüssigkeit in diesem Zustand wird daher He2 genannt. Die Flüssigkeit wird zu einem beliebig guten Wärmeleiter und die Viskosität (Reibung innerhalb der Flüssigkeit) verschwindet - die Flüssigkeit wird suprafluid. Das bedeutet z.B., daß ein Topf mit rotierendem He2 niemals zur Ruhe kommt, sondern die Flüssigkeit darin ewig weiterrotiert. Die Physik verspricht sich von der intensiven Untersuchung der besonderen Eigenschaften dieser Flüssigkeit ein tieferes Verständnis vieler noch ungeklärter Fragen, insbesondere betreffend die Enstehung von Turbulenz (ein technisch zentrales aber im Detail gänzlich unverstandenes Gebiet).

Literatur


demnächst hier: weitere Links zu wissenschaftlichen Veröffentlichungen und ein detaillierterer aber allgemeinverständlicher Artikel zum Thema He2.
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