近100年求索：“第二聲”現(xiàn)象首次被直接觀測，熱量也能“唱歌”

IT之家 5 月 31 日消息，科技媒體 livescience 昨日（5 月 30 日）發(fā)布博文，報道稱科學(xué)家在探索將近 100 年后，通過技術(shù)創(chuàng)新，首次直接觀測到熱量以聲波形式流動的“第二聲”（second sound）現(xiàn)象。

IT之家注：“第二聲”是一種熱量以波的形式，在超流體中傳播的現(xiàn)象，相關(guān)理論由物理學(xué)家 László Tisza 于 1938 年首次提出。不過受限于技術(shù)，科學(xué)家一直難以直接觀測到這一現(xiàn)象。

麻省理工學(xué)院（MIT）團(tuán)隊通過創(chuàng)新熱成像技術(shù)，在冷鋰-6 原子構(gòu)成的超流體中，成功捕捉到“第二聲”的圖像。研究顯示，熱量在超流體中并非像普通材料那樣緩慢擴(kuò)散，而是像聲波一樣在容器內(nèi)來回震蕩。

MIT 物理學(xué)助理教授 Richard Fletcher 形容這一現(xiàn)象：“就像在一個水箱中，一邊的水接近沸騰，另一半也會突然變熱，熱量來回流動，而水面卻看似平靜?！?/p>

超流體是一種在接近絕對零度（absolute zero）環(huán)境下形成的特殊物質(zhì)，由費(fèi)米子（fermions，如質(zhì)子、中子和電子）冷卻后配對形成。在這種狀態(tài)下，原子無摩擦地流動。

傳統(tǒng)熱流依賴粒子運(yùn)動，而在超流體中，熱量以波的形式“蕩漾”。這一特性使得“第二聲”成為超流體的標(biāo)志性現(xiàn)象。

研究資深作者、MIT 物理學(xué)教授 Martin Zwierlein 表示：“過去我們只能通過密度波動的微弱反射間接觀察‘第二聲’，如今我們首次證明了熱波的真實(shí)特性?！?/p>