هلیوم سبکترین گاز بی‌اثر می‌باشد که به دلیل عدم تمایل به انجام واکنش با اتمهای دیگر در طبیعت به صورت تک اتمی یافت می‌شود. با این وجود دانشمندان با پیشرفتهای علمی توانسته‌اند هلیوم را به حالت مایع و حتی جامد در آورند.

اطلاعات اولیه

هلیوم از پایدارترین اتمهای موجود ، ساخته شده است. اتم هلیوم چنان پایدار است که هر تغییری در آن سبب کاهش پایداری می‌گردد. بنابراین هلیوم با اتمهای دیگر ترکیب نمی‌شود و لذا هلیوم همواره به‌صورت تک اتمی است. بر خلاف هلیوم عناصری مانند هیدروژن و اکسیژن و فلوئور از اتمهایی تشکیل می‌شوند که به صورت جفت باهم ترکیب شده‌اند، به همین خاطر از مولکول این مواد سخن می‌گوییم. اتمهای هلیوم چنان پایدارند که جز در دماهای فوق‌العاده پایین نمی‌توانند به اندازه کافی به یکدیگر نزدیک شده و از حالت گازی به حالت مایع تبدیل شوند. در این سرمای فوق‌العاده شدید اتمهای هلیوم به سختی حرکت می‌کنند.

اولین تلاش برای تهیه هلیوم مایع

کامرلینگ اونس ، تصمیم گرفت تا با مسئله مایع کردن هلیوم دست و پنجه نرم کند. وی برای اولین بار آزمایشگاه خاصی را طراحی کرد که کلیه تجهیزات آن برای آزمایش در دماهای بسیار پایین آماده بود. آزمایشگاه اونس ، اولین آزمایشگاه از این نوع بود. اونس هلیوم را به شدت متراکم ساخته و‌ آن را در حمامی از هیدروژن مایع سرد نمود. اگر هلیم تا دمای هیدروژن مایع سرد شود و از آن نیز فراتر رود، مایع می‌شود. سرانجام اونس توانست در سال 1908 هلیوم مایع بدست آورد.

آزمایش ناموفق

یکی از آرزوهای اونس این بود که بتواند بعد از تهیه هلیم مایع عمل یخ زدن آن را مشاهده کند. وی تصمیم گرفت بخشی از هلیوم مایع را به صورت سریع تبخیر نماید تا به آرزوی خود برسد. اما با تمام این تلاشها بعد از تبخیر سریع باز هم هلیوم به حالت مایع باقی ماند.

روش تهیه هلیوم جامد

امروزه می‌دانیم که تنها با سرد کردن نمی‌توان به هلیوم جامد دست یافت. حتی در صفر مطلق ، تعداد بسیار جزئی از انرژی باقی می‌ماند. با هیچ روشی نمی‌توان این انرژی را از اتم هلیوم گرفت. به همین خاطر هلیوم جامد نمی‌شود، اما این کار به معنی غیر ممکن بودن انجماد هلیم نیست. ترکیب فشار و دمای پایین می‌تواند این کار را ممکن سازد. امروزه دانشمندان می‌توانند با استفاده از مولکولهای مغناطیس شده و انحراف آنها ، انرژی هلیوم مایع را بگیرد و به هلیوم منجمد دست یابند.

پیامدهای تهیه هلیم مایع

رسیدن به دماهای پایین که برای تهیه هلیوم مایع محقق شد، پیامدهای بسیار جالبی داشت. به عنوان مثال ، نوعی هلیوم مایع می‌تواند از کوچکترین منافذ که حتی هوا قادر به عبور از آنها نیست، عبور کند. همچنین نوعی هلیوم مایع وجود دارد که به صورت کامل جریان الکتریکی را از خود هدایت می‌کند. موردی که بسیار جالب‌تر و مهمتر از همه این موارد بود، مسئله مربوط به ابررساناها می‌باشد. این مورد با وجود هلیوم مایع که دسترسی به آن امکان‌پذیر بود، منجر به پیدایش خاصیت ابررسانایی شد.

مباحث مرتبط با عنوان

• آزمایشگاه اونس
• ابررسانایی هلیوم
• ابرشارگی هلیوم
• اتم هلیوم
• حالات ماده
• صفر مطلق
• گاز کامل
• هلیوم
• هلیوم مایع
• هیدروژن مایع