Película rodante

Una película de Rollin , que lleva el nombre de Bernard V. Rollin , es una Película líquida de helio de 30 nm de espesor en estado helio II . Exhibe un efecto de "deslizamiento" en respuesta a superficies que se extienden más allá del nivel de la película ( propagación de ondas ). El helio II puede escapar de cualquier recipiente no cerrado deslizándose hacia los capilares y finalmente evaporándose de ellos.De 10 a 100 nm  o más.

Las películas enrollables participan en el efecto fuente , donde el helio superfluido se escapa de un recipiente de forma similar a una fuente. Tienen una alta conductividad térmica .

La capacidad de los líquidos superfluidos para atravesar obstáculos situados a mayor altura se conoce como efecto Onnes , en honor a Heike Kamerlingh Onnes . Este efecto se produce gracias a que las fuerzas capilares predominan sobre la gravedad y las fuerzas viscosas.

Las ondas que se propagan a través de una película de Rollin se rigen por la misma ecuación que las ondas gravitatorias en aguas poco profundas, pero en lugar de la gravedad, la fuerza restauradora es la fuerza de van der Waals . La película experimenta un cambio en el potencial químico cuando varía su espesor. Estas ondas se conocen como tercer sonido .

El espesor de la película se puede calcular mediante el balance de energía. Consideremos un pequeño elemento de volumen de fluido.${\displaystyle \Delta V}$que se encuentra a una altura${\displaystyle h}$desde la superficie libre. La energía potencial debida a la fuerza gravitatoria que actúa sobre el elemento fluido es${\displaystyle \rho gh\Delta V}$, dónde${\displaystyle \rho }$es la densidad total y${\displaystyle g}$es la aceleración gravitacional. La energía cinética cuántica por partícula es${\displaystyle \hbar ^{2}/(2ml^{2})}$, dónde${\displaystyle l}$es el espesor de la película y${\displaystyle m}$es la masa de la partícula. Por lo tanto, la energía cinética neta viene dada por${\displaystyle \hbar ^{2}f\rho \Delta V/(2m^{2}l^{2})}$, dónde${\displaystyle f}$es la fracción de átomos que son condensado de Bose-Einstein . Minimizar la energía total con respecto al espesor nos proporciona el valor del espesor: ^{[ 1 ]}

$${\displaystyle l={\frac {\hbar }{m}}{\sqrt {\frac {f}{2gh}}}.}$$

• Sonido cero
• Segundo sonido

• Fairbank HA; Lane CT (octubre de 1949). "Tasas de película rodante en helio líquido". Physical Review . 76 (8): 1209– 1211. Bibcode : 1949PhRv...76.1209F . doi : 10.1103/PhysRev.76.1209 .{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
• BV Rollin y F. Simon (1939). "Sobre el fenómeno de la "película" del helio líquido II". Physica . 6 (2): 219– 230. Bibcode : 1939Phy.....6..219R . doi : 10.1016/S0031-8914(39)80013-1 .
• David Goodstein (5 de julio de 1969). "Tercer sonido y el inicio de la superfluidez en películas de helio no saturado" (PDF) . Physical Review . 183 (1): 327–334 . Bibcode : 1969PhRv..183..327G . doi : 10.1103/PhysRev.183.327 .

• Vídeo de la propiedad en funcionamiento.
• Vídeo: Helio líquido, superfluido: demostración de la transición del punto Lambda/paradoja de la viscosidad/modelo de dos fluidos/efecto fuente/película de Rollin/segundo sonido (Alfred Leitner, 1963, 38 min.)