News
Bilim adamları, ilk kez ‘ikinci ses’ olarak adlandırılan zor bir fenomen – ses gibi davranan doğrudan ısı görüntülerini yakaladılar.
Yeni bir ısı haritalama tekniği ile soğuk lityum-6 atomlarının egzotik bir süper akışkan durumunda görüntülenen fenomen, kabının etrafında ses gibi sıçrayan bir dalga olarak hareket ettiğini gösterir.
İkinci ses hareketlerinin nasıl hareket ettiğini anlamak, bilim adamlarının Ultradense nötron yıldızları ve yüksek sıcaklık içinde ısının nasıl aktığını tahmin etmelerine yardımcı olabilir süper iletkenler -Gelişimi, yakınlıksız enerji iletimini sağlayacak fiziğin “kutsal kâselerinden” biri. Araştırmacılar bulgularını dergide yayınladılar Bilim.
“Sanki bir su tankınız var ve yarısını neredeyse kaynamış gibi,” Richard FletcherMassachusetts Teknoloji Enstitüsü’nde (MIT) Fizik Yardımcı Doçenti, bir açıklamada dedi. “Daha sonra izlediyseniz, suyun kendisi tamamen sakin görünebilir, ancak aniden diğer taraf sıcaktır ve sonra diğer taraf sıcaktır ve ısı ileri geri gider, su tamamen hareketsiz görünür.”
Tipik olarak, lokalize bir kaynaktan ısı yayılır, üzerindeki sıcaklığı yükseltirken tüm bir malzemeye yavaşça dağılır.
Ancak SuperFluids adı verilen egzotik materyallerin bu kurallara göre oynaması gerekmez. Fermion bulutları ( protonlar, nötronlar ve elektronlar) Mutlak sıfıra yaklaşan sıcaklıklara soğutulur, süper akışların içindeki atomlar, malzeme boyunca sürtünmesizce çiftleşir.
İlgili: Fizikçiler, kara deliklerin gizemlerini incelemek için rekor kıran ‘kuantum girdap’ yaparlar
Sonuç olarak, ısı malzemeden farklı şekilde akar: sıvı içindeki parçacıkların hareketleri boyunca yayılmak yerine, tipik olarak aktığı için, bir ses dalgası gibi süper akışlar içinde ısı yamarları. Bu ikinci ses ilk olarak 1938’de fizikçi László Tisza tarafından tahmin edildi, ancak ısı haritalama teknikleri şimdiye kadar doğrudan gözlemleyemedi.
“İkinci ses, süper başarısızlığın ayırt edici özelliğidir, ancak şu ana kadar ultra soluk gazlarda sadece onunla birlikte gelen yoğunluk dalgalanmalarının bu hafif yansımasında görebiliyordunuz.” Martin ZwierleinMIT’de bir fizik profesörü, açıklamada dedi. “Isı dalgasının karakteri daha önce kanıtlanamadı.”
İkinci sesi yakalamak için, araştırmacılar ultracol gazların içindeki ısı akışını izlerken göz korkutucu bir problemi çözmek zorunda kaldılar. Bu gazlar o kadar soğuktur ki, tipik ısı haritalaması veya termografinin dayandığı kızılötesi radyasyon vermezler.
Bunun yerine, fizikçiler rezonans frekansları aracılığıyla fermiyon çiftlerini izlemek için bir yöntem geliştirdiler. Lityum-6 atomları, sıcaklıkları değiştikçe farklı radyo frekanslarında yankılanır ve daha sıcak atomlar daha yüksek frekanslarda titreşir.
Daha sıcak atomlara karşılık gelen rezonant radyo frekansları uygulayarak, bilim adamları bu atomları yanıt olarak verdiler ve parçacıkların akış çerçevesini çerçeveye göre izlemelerini sağladılar.
Zwierlein, “İlk kez, bu maddenin fotoğraflarını, kritik süperlık sıcaklığında soğutduğumuz için çekebilir ve doğrudan ısının sık sık dengelendiği normal bir sıvı olmaktan ısının ileri geri çarptığı bir süper akışa nasıl geçtiğini görebiliriz,” dedi Zwierlein.
Fizikçiler, çığır açan tekniklerinin, nötron yıldızları gibi bazı evrenin en aşırı nesnelerinin davranışlarını daha iyi incelemelerini ve daha iyi tasarımlar yapmak için yüksek sıcaklık süperiletkenlerinin iletkenliğini ölçmelerini sağlayacağını söylüyor.
Zwierlein, “Havadan milyon kat daha ince olan gaz pufumuz ve yüksek sıcaklık süperiletkenlerdeki elektronların davranışı ve hatta ultradense nötron yıldızlarındaki nötronlar arasında güçlü bağlantılar var.” Dedi. “Şimdi bize anlaşılması çok zor olan ve hatta ulaşılması çok zor olan şeyleri öğreten sistemimizin sıcaklık tepkisini bozabiliriz.”
