Hélio superresfriado: Bizarras e surpreendentes propriedades

Por , em 29.05.2014

Até onde eu sabia, a propriedade mais bizarra do hélio é deixar pessoas com voz hilária, depois de inalarem uma boa quantia do gás. Mas, como em tantas outras situações, eu estava errada.

Além de deixar as pessoas com voz afinada e estridente, o hélio, quando no estado físico gasoso, é usado para encher balões em festas de criança – fazendo-os flutuar. Ele também é extremamente importante para o resfriamento de equipamentos e dispositivos médicos, especialmente os de instrumentação científica. No entanto, o que é menos conhecido, e aqui vem a grande novidade (pelo menos para essa que vos escreve), é que o hélio tem dois estados líquidos diferentes. E um deles é verdadeiramente bizarro – o que despertou o nosso interesse.

O hélio I ocorre a temperaturas entre -270,97°C e -268,93°C. Como não poderia deixar de ser, ele tem algumas propriedades um tanto particulares. Por um lado, é quase impossível de enxergá-lo. Para conseguir estuda-lo, ou até trabalhar com ele, os cientistas flutuam coisas nele, para conseguir determinar, ainda que aproximadamente, onde está sua superfície. Por ser transparente, ele também tem um comportamento curioso quanto à luz. O hélio I mal retarda a velocidade da luz, de forma que podemos compará-lo com o vácuo, ou com a atmosfera da Terra.

Cadê a bizarrice do hélio?

As coisas começam a ficar realmente estranhas quando o hélio é resfriado a temperaturas inferiores a -270,97°C, chegando muito próximo do zero absoluto (-273,15°C, ou 0 Kelvin). Como você pode acompanhar no vídeo, o processo de resfriamento do hélio vai indo muito bem, obrigado, até o momento que verificamos uma série de bolhas no recipiente em que a transformação é conduzida. Logo chega o momento em que as bolhas simplesmente desaparecem, e o hélio se transforma em algo que os cientistas chamam de “superfluído”. Ele não tem superpoderes, mas pode fazer algumas coisas muito inacreditáveis!

Como, por exemplo, desafiar a gravidade e algumas outras leis da física. A partir do 0:56 minuto do vídeo, você pode acompanhar uma demonstração incrível. O cientista mostra um recipiente de vidro, fechado, exatamente como um copo, e explica que em condições normais, ele seria perfeitamente capaz de segurar o hélio no estado líquido “normal”. Mas quando ele é ainda mais resfriado e se torna um superlíquido, ele escorre pela base do recipiente. Isso acontece porque, de acordo com o vídeo, o superlíquido tem viscosidade zero.

Para entender o que está acontecendo a gente precisa esclarecer uma coisa: normalmente, os líquidos que conhecemos têm alguma viscosidade. As partículas dentro do fluido se esfregam uma nas outras, interagindo entre si à medida que flui, proporcionando fricção. Por vezes, a viscosidade é evidente. Como no caso do mel, por exemplo. Já no caso da água, é mais difícil de notar essa propriedade, mas isso não significa que a água não é viscosa. Ela apenas é muito menos viscosa do que os outros líquidos.

No entanto, um chamado “superfluido” não tem viscosidade alguma.

O hélio II contém uma mistura de material superfluido e não-superfluido. Em um ambiente onde não há nenhum tipo de atrito, ele pode escalar paredes, atravessar poros e conduzir o calor um milhão de vezes melhor do que o hélio I e centenas de vezes mais facilmente do que os metais elementares.

Todos estes são resultados da mecânica quântica – algo que normalmente ocorre em uma escala muito pequena para nós vermos a olho nu.

Demais, não é? [iflScience]

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3 comentários

  • Jhonata Ferreira:

    Mas no teste 20:28 o Helio 2 sofre um atrito (Como dito no texto ele não sofre atrito algum a quase zero absoluto, ou eu entendi errado), mas se for comparar a velocidade com que o “objeto” gira e a hélice acima desse “objeto” a diferença de rpm vai ser realmente bizarra, pois ambos estão no mesmo ambiente e em testes iguais.

  • Jhonata Ferreira:

    Simplesmente fantastico..

  • Thy Zancheta:

    Se eu não estou errado, Superfluido é um estado físico da matéria, e não só um caso especifico com o Hélio. Por favor me corrijam se eu estiver equivocado. quanto ao video já tinha visto e é genial

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