近 100 年求索:“第二声”现象首次被直接观测,热量也能“唱歌”

内容摘要IT之家 5 月 31 日消息,科技媒体 livescience 昨日(5 月 30 日)发布博文,报道称科学家在探索将近 100 年后,通过技术创新,首次直接观测到热量以声波形式流动的“第二声”(second sound)现象。IT之家注

IT之家 5 月 31 日消息,科技媒体 livescience 昨日(5 月 30 日)发布博文,报道称科学家在探索将近 100 年后,通过技术创新,首次直接观测到热量以声波形式流动的“第二声”(second sound)现象。

IT之家注:“第二声”是一种热量以波的形式,在超流体中传播的现象,相关理论由物理学家 László Tisza 于 1938 年首次提出。不过受限于技术,科学家一直难以直接观测到这一现象。

麻省理工学院(MIT)团队通过创新热成像技术,在冷锂-6 原子构成的超流体中,成功捕捉到“第二声”的图像。研究显示,热量在超流体中并非像普通材料那样缓慢扩散,而是像声波一样在容器内来回震荡。

MIT 物理学助理教授 Richard Fletcher 形容这一现象:“就像在一个水箱中,一边的水接近沸腾,另一半也会突然变热,热量来回流动,而水面却看似平静。”

超流体是一种在接近绝对零度(absolute zero)环境下形成的特殊物质,由费米子(fermions,如质子、中子和电子)冷却后配对形成。在这种状态下,原子无摩擦地流动。

传统热流依赖粒子运动,而在超流体中,热量以波的形式“荡漾”。这一特性使得“第二声”成为超流体的标志性现象。

研究资深作者、MIT 物理学教授 Martin Zwierlein 表示:“过去我们只能通过密度波动的微弱反射间接观察‘第二声’,如今我们首次证明了热波的真实特性。”

 
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