La superfluidità è uno stato della materia caratterizzato dalla completa assenza di viscosità, dall’assenza di entropia e dall’avere conducibilità termica infinita. I superfluidi quindi, se messi in un percorso chiuso, possono scorrere infinitamente senza attrito.
Lo studio dei superfluidi è chiamato idrodinamica quantistica.
La transizione a superfluido avviene nei liquidi quantistici al di sotto di una certa temperatura critica. Questo cambiamento di stato è chiamato transizione lambda
I superfluidi hanno molte proprietà inusuali. Si comportano come soluzioni di componenti normali, con tutte le proprietà associate ai fluidi normali, e di componenti superfluide. Queste ultime non hanno viscosità, non hanno entropia ed hanno conducibilità termica infinita. Quindi è impossibile impostare un gradiente di temperatura in un superfluido, come è impossibile impostare una differenza di potenziale in un superconduttore.
Un esempio di superfluido è l’elio. Il punto di ebollizione dell’elio è circa -269°C, che è una temperatura così vicina allo zero assoluto che è difficile da raggiungere.
L’elio liquido smette di comportarsi come un fluido normale. La sua viscosità diventa pari a zero e si comporta come un fluido irrotazionale – ossia non si possono formare vortici e mulinelli.
Un altro comportamento stranissimo dell’elio superfluido è il cosiddetto film flow. Se immergiamo un oggetto nell’elio, questo lo ricopre con un film sottilissimo, una pellicola di liquido dello spessore di qualche atomo dentro la quale può scorrere l’elio stesso.
L’elio superfluido inoltre ha una conducibilità termica infinita. Questo significa che non è possibile che due parti del superfluido abbiano temperatura diversa, perché il calore si trasferisce istantaneamente, bilanciando le temperature.
