Resfrie o hélio o suficiente e ele para de obedecer. Sobe pelas paredes do copo, transborda sozinho e escorre por fendas finas demais para o ar. Um líquido que flui sem perder energia desafia a intuição mais básica sobre atrito.

I

O Mecanismo

O hélio é o último elemento a recusar virar sólido. Resfrie qualquer outra coisa o bastante e ela congela, mas o hélio continua líquido mesmo encostado no zero absoluto, porque seus átomos são tão leves que nunca param de tremer.

É justo aí, no frio extremo, que ele faz a virada. Ao cruzar 2,17 kelvin, ou seja, dois graus acima do zero absoluto, o hélio-4 entra num estado que ganhou o nome de superfluido: um líquido com viscosidade zero, sem nenhum atrito interno para frear seu movimento.

Sem atrito, as regras do dia a dia caem. Um líquido comum para de subir uma parede porque o próprio peso e a viscosidade o seguram. O superfluido não tem o que o segure.

A atração entre o hélio e o vidro espalha um filme finíssimo, de poucas dezenas de átomos de espessura, por toda a superfície, e esse filme de Rollin simplesmente flui para cima, cobre a borda do copo e escorre por fora até gotejar embaixo.

Deixe o copo cheio e ele se esvazia sozinho. Deixe o copo vazio dentro de um banho de hélio e ele se enche.

A mesma ausência de atrito faz o superfluido escapar por aberturas microscópicas que travariam qualquer outro líquido.

Aponte calor para um ponto e o hélio responde com a fonte de superfluido: um jato que dispara para cima como um chafariz, alimentado por átomos que correm sem resistência na direção do calor.

Posto a girar, ele continua circulando sem nunca desacelerar, porque não há atrito para roubar a energia do movimento. O fluxo, uma vez começado, não para.

II

Por que Importa

A intuição diz que todo líquido é mais ou menos a mesma coisa, só mais grosso ou mais fino.

O superfluido quebra isso ao vivo: prova que a viscosidade, o atrito que sentimos como óbvio em tudo que escorre, é um efeito que pode chegar a exatamente zero quando a física quântica passa a mandar na escala do recipiente inteiro.

Não é química exótica, é água da torneira levada ao limite do frio. E o mesmo princípio sustenta tecnologia real: o hélio superfluido resfria os ímãs supercondutores de máquinas de ressonância magnética e do Grande Colisor de Hádrons, mantendo estáveis temperaturas que nenhum outro fluido alcança.

III

A Fonte

Kapitza, P. (1938). Viscosity of liquid helium below the λ-point. Nature, 141, 74.

Peer-reviewed. O estudo mediu a viscosidade do hélio líquido abaixo do ponto de transição e mostrou que ela cai a um valor indistinguível de zero, cunhando o termo superfluidez. No mesmo número da Nature, Allen e Misener relataram independentemente o escoamento sem atrito, e o efeito do filme rastejante leva o nome de Rollin, que o documentou pouco antes.

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Até o próximo fenômeno verificado.