hélium.

hélium. n.m., élément chimique de symbole He, de numéro atomique 2, de masse atomique 4,003, de degré d'oxydation 0, de point d'ébullition 4,2 kelvins, et qui ne se solidifie pas ; il existe deux isotopes stables ; chimiquement inerte, il fait partie des gaz rares. L'hélium fut d'abord détecté par son spectre d'absorption dans la chromosphère solaire, puis découvert sur Terre par William Ramsay en 1895, par dégazage de certains minéraux. Bien qu'étant, après l'hydrogène, l'élément le plus abondant de l'Univers (24 %), il est très rare sur Terre : on ne le trouve qu'à l'état de traces dans l'atmosphère et sous forme d'inclusions gazeuses dans quelques roches. Sa couche électronique K saturée lui confère une très grande inertie chimique. C'est un gaz monoatomique ; on n'a pu le liquéfier qu'en 1908 ; sa température critique est de 5,2 K (- 267,9 o C). Il existe deux isotopes stables de l'hélium, 3He et 4He, dont les propriétés physiques à basse température sont très différentes. L'isotope 4, refroidi à 2,18 kelvins, subit une transition de phase et devient superfluide, état dans lequel sa viscosité est strictement nulle. Cette étrange propriété, ainsi que quelques autres tout aussi surprenantes, comme le fait de remonter spontanément le long des parois du récipient qui le contient, ont été étudiées expérimentalement surtout par Petr Kapitza et expliquées théoriquement par Lev Landau ; l'état superfluide est caractérisé par le fait que, étant donné les très faibles interactions qu'ont entre eux les atomes, des interactions quantiques à longue portée peuvent se manifester. C'est un état quantique macroscopique auquel participent tous les atomes contenus dans le même récipient. L'isotope 3He (qui n'existe naturellement qu'à l'état de traces, mais qu'on sait préparer par réaction nucléaire) ne présente pas de transition superfluide à 2,18 kelvins. La raison pour laquelle l'isotope 3He se comporte différemment de l'isotope 4He tient au fait que le noyau de ce dernier contient un nombre pair de nucléons (deux protons et deux neutrons), l'autre ne contenant que trois nucléons. Le noyau de 4He est donc un boson susceptible de subir une condensation de Bose, responsable de l'état superfluide. Le noyau de 4He est émis spontanément lors de la décomposition radioactive (rayonnement a) de certains noyaux lourds comme le radium ou le thorium. Étant donné sa faible densité (environ 1/7 de celle de l'air), l'hélium est employé dans les aérostats, et sa très basse température de liquéfaction fait de lui le fluide cryogénique par excellence. Les électroaimants supraconducteurs qui servent dans certains scanners à résonance magnétique nucléaire sont refroidis par de l'hélium liquide. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats actinium alpha (particule) astres - Une étoile comme les autres : le Soleil atome - Les atomes dans l'Univers - L'origine des atomes atome - Les atomes dans l'Univers - Les nouveaux atomes ballon Bethe Hans Albrecht boson classification périodique des éléments cryogénie g az Heisenberg Werner Karl isotope Kamerlingh Onnes Heike Kapitsa Petr Leonidovitch Landau Lev Davidovitch Lockyer (sir Joseph Norman) nucléosynthèse Onsager Lars radium Soleil - La structure interne du Soleil - Le modèle solaire standard Soleil - Le Soleil, tel qu'il est observé - Le spectre solaire superfluidité supraconductivité Univers - La structure de l'Univers - L'évolution de l'Univers Weizsäcker (Carl, baron von)