OkosHír: A Massachusetts Institute of Technology (MIT) kutatói közvetlen, képalkotó felvételt készítettek egy jelenségről, amelyet a fizikusok „második hangnak” neveznek. Ez az első alkalom, hogy ilyen felvétel készült.

Ez a jelenség a hő hullámszerű terjedését írja le, nem pedig hallható hangot. Főként szuperfolyékony anyagokban, például ultrahideg kvantumgázokban fordul elő. Korábban csak közvetett módszerekkel észlelték, most azonban vizuálisan is megfigyelték.

A „második hang” elnevezés a hő egyedi terjedésére utal. Míg a legtöbb szilárd és folyékony anyagban a hő diffúz módon, lassan és szétoszolva terjed, addig a szuperfolyékony rendszerekben hullámként is képes áthaladni az anyagon. Ezt a dinamikus hőterjedési formát rögzítették most először képi formában.

Hirdetés

A jelenség értelmezésében Tisza László magyar fizikus munkássága kulcsfontosságú. Ő a 20. század közepén vizsgálta a szuperfolyékony hélium tulajdonságait, és létrehozta a kétfolyadék-modellt. Ebben a modellben egy mozdulatlan, kondenzált rész és egy aktív, mozgó komponens különül el. Tisza felismerése szerint a hő a szuperfolyadékban hullámszerűen terjed, nem pedig klasszikus módon; ezt a mechanizmust nevezik ma „második hangnak”.

A jelenség összefüggésben áll a Bose–Einstein-kondenzációval, amelynek során a részecskék egy kvantumállapotba kerülnek, és gyakorlatilag nulla viszkozitású folyadékot hoznak létre.

Az MIT kutatócsoportja rádiófrekvenciás technológiát alkalmazott a hő terjedésének nyomon követésére egy ultrahideg lítium-6 gázban. Különböző frekvenciák segítségével megfigyelték a hőhullám, azaz a „második hang” kialakulását, amely eltérő hőmérsékleti tartományokban eltérően viselkedik. Ez a megfigyelés áttörést jelent, mivel először sikerült térben és időben is leképezni a jelenséget, amely korábban csak elméleti modellekben és közvetett mérésekben volt ismert.

A kísérletben az anyagot extrém alacsony, az abszolút nulla fokhoz közeli hőmérsékletre hűtötték. Ekkor észlelték, hogy a hő pulzáló hullámként terjed a gázon belül, miközben a rendszer egésze külsőleg nyugalomban marad.

Bár a szuperfolyékony anyagok nem részei a mindennapi életnek, a felfedezés jelentős hatással lehet az anyagtudományra és az asztrofizikára. A „második hang” jelenségének megértése hozzájárulhat a magashőmérsékletű szupravezetők kutatásához és a neutroncsillagok belső dinamikájának feltérképezéséhez.

Politikai kvízHol állsz a politikai palettán?15 kérdés, kb. 5 perc — kiderül, melyik politikai irányvonalhoz állsz a legközelebb, és melyik ismert politikussal gondolkodsz hasonlóan.Kvíz indítása

Richard Fletcher, az MIT vezető kutatója a jelenséget egy nyugodt vízfelülethez hasonlította, amely alatt a hő hullámzik anélkül, hogy az kívülről látható lenne. Ez a példa a szuperfolyékony rendszerek különleges viselkedését illusztrálja, amelyek kvantumállapotokban mutatják meg egyediségüket.

Tiszta.AI elemzés: Az eredeti cikk értékelése

(Forrás: demokrata.hu)