В квантовых жидкостях обнаружили необычные звуковые волны
Ученые продемонстрировали необычное свойство одномерных квантовых жидкостей – они способны поддерживать гибридную звуковую волну, чего не может ни одна другая жидкость.
Обычные звуковые волны – маленькие колебания плотности – могут распространяться по всем жидкостям, заставляя молекулы в последних равномерно сжиматься. Теперь физики теоретически продемонстрировали, что в одномерных квантовых жидкостях может распространяться не один, а два типа звуковых волн. Оба типа волн движутся на приблизительно одинаковой скорости, но являются комбинацией волн плотности и температурных волн.
Физики Константин Матвеев из Аргоннской национальной лаборатории и Антон Андреев из Вашингтонского университета в Сиэттле опубликовали доклад о гибридных звуковых волнах в квантовых жидкостях в недавнем выпуске журнала Physical Review Letters.
«Одномерные жидкости обладают удивительными квантовыми свойствами, которые десятилетиями изучают физики, — сказал Матвеев в интервью порталу Phys.org. – Совершенно неожиданно нам удалось показать, что даже такой принципиально классический феномен, как звук, также очень необычен в этих жидкостях. Наша работа подразумевает, что даже на простейшие, классические свойства жидкости может сильно воздействовать их квантовая природа».
Несмотря на то, что классические жидкости в общем поддерживают только один тип звуковой волны (волну плотности), жидкий гелий является исключением. Будучи сверхтекучей жидкостью, жидкий гелий может течь без трения, что позволяет ему течь вверх по стенкам контейнера, не говоря о других его необычных свойствах. В отличие от классических жидкостей, сверхтекучий гелий поддерживает два типа звуковых волн – волну плотности и температурную волну, распространяющихся с разной скоростью.
Как объясняют физики, в некотором смысле одномерные квантовые жидкости очень похожи на сверхтекучий гелий, так как оба типа жидкостей поддерживают два типа звуковых волн. Однако, во всем остальном они очень сильно различаются: вместо того, чтобы одна волна оставалась волной плотности, а другая – температурной волной, обе звуковые волны совмещают свойства волн плотности и температуры. Эта гибридная природа звуковых волн в одномерных квантовых жидкостях отличается от природы звуковых волн во всех других жидкостях, включая жидкий гелий. Вдобавок, ученые показали, что обе волны распространяются на почти одинаковых скоростях, отличие которых определяется температурой.
В будущем физики надеются, что эти гибридные звуковые волны получится экспериментально продемонстрировать в длинных квантовых проводах и атомных ловушках, в которых существуют одномерные квантовые жидкости.
Telegram 
Дзен 
VK Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии