Fysikere fanger de første lyde af varme, der 'skælder' i en supervæske, og afslører, hvordan den kan bevæge sig som en bølge

I en banebrydende præstation har fysikere med succes optaget de første lyde af varme, der skvulper i en superfluid, hvilket giver ny indsigt i, hvordan lyd kan forplante sig som en bølge.

Baggrund:Superfluids og Second Sound

Supervæsker er en unik tilstand af stof, der udviser ekstraordinære egenskaber, såsom evnen til at flyde uden friktion. Når varme bevæger sig gennem en superfluid, forårsager det ikke konvektionsstrømme som i almindelige væsker, men skaber i stedet en anden type lyd kendt som "anden lyd".

Eksperimentet:

For at detektere og fange lyden af ​​varme i en supervæske gennemførte forskerholdet et omhyggeligt eksperiment. De brugte en specialiseret kryogen opsætning til at køle en prøve af flydende helium ned til tæt på det absolutte nulpunkt, hvor det omdannes til en superflydende tilstand. Ved at indføre en kontrolleret varmepuls var de i stand til at generere andre lydbølger i superfluiden.

Optagelse af lyde:

Forskerne brugte en følsom akustisk detektor koblet til det kryogene system. Dette gjorde det muligt for dem at optage og analysere de ekstremt svage lydbølger, der udsendes fra supervæsken, mens varmeskylningen opstod. De opfangede lyde gav en direkte eksperimentel bekræftelse af den forudsagte adfærd af anden lyd i supervæsker.

Bølgelignende udbredelse:

Et af de vigtigste resultater fra eksperimentet var den klare demonstration af anden lyd, der forplantede sig som en bølge. Forskerne observerede, at varmeimpulser rejste gennem supervæsken med en bestemt hastighed, svarende til lydbølger i luft eller vand. Dette validerer teoretiske forudsigelser og uddyber vores forståelse af den bølgelignende opførsel af varme i supervæsker.

Betydning og fremtidige konsekvenser:

Opdagelsen af ​​varmeinducerede lydbølger i supervæsker har betydelige konsekvenser for forskellige fysikområder. Det bidrager til vores forståelse af superfluiditet, kvantemekanik og studiet af varmeoverførsel under ekstreme forhold. Resultaterne kan potentielt bane vejen for innovative applikationer inden for teknologier som kryogenik, kvanteberegning og varmestyring i nanoskala. Dette gennembrud åbner nye veje for yderligere forskning i superfluids fascinerende egenskaber og lydens indviklede opførsel på kvanteniveau.