В квантовых жидкостях обнаружили необычные звуковые волны — Naked Science
5 минут
Редакция

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.

quantumliquid1
©Wikipedia

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 13:59
4 минуты
Денис Гордеев

Ученые пришли к выводу, что искусственные подсластители не могут быть здоровой заменой сладким напиткам.

Позавчера, 15:09
8 минут
Василий Парфенов

Пусть романтика мирного атома с середины 1960-х поутихла, к идее использования ядерных реакторов в «гражданских» целях все равно возвращаются регулярно. Новый ядерный ракетный двигатель (ЯРД) позволит доставить человека на Марс гораздо быстрее, чем это возможно сейчас.

7 часов назад
8 минут
Мария Азарова

Исследование показало, что загрязнение воздуха — важный сопутствующий фактор, повышающий риск смерти от коронавирусного заболевания. Вероятно, мелкие твердые частицы влияют на активность рецепторов ACE2 на поверхности клеток легких, которые SARS-CoV-2 использует для проникновения в клетки.

Позавчера, 12:18
4 минуты
Денис Гордеев

Временные промежутки между посещениями дантиста могут составлять от трех месяцев до двух лет, в зависимости от индивидуальных факторов.

Позавчера, 15:09
8 минут
Василий Парфенов

Пусть романтика мирного атома с середины 1960-х поутихла, к идее использования ядерных реакторов в «гражданских» целях все равно возвращаются регулярно. Новый ядерный ракетный двигатель (ЯРД) позволит доставить человека на Марс гораздо быстрее, чем это возможно сейчас.

Вчера, 13:59
4 минуты
Денис Гордеев

Ученые пришли к выводу, что искусственные подсластители не могут быть здоровой заменой сладким напиткам.

28 сентября
29 минут
Александр Березин

Сентябрь 2020 года принес в Закавказье войну — столкновение Азербайджана и Нагорного Карабаха получило большой размах, общее число жертв, судя по всему, уже перевалило за сотню, а Ереван и Баку объявили мобилизацию (в Азербайджане — частичную). Объективного смысла в войне для самих участников нет. Баку не победит, но и Армения от конфликта ничего не выиграет. Пользу конфликт, однако, объективно принесет Турции, а также тем, кто поставляет в Азербайджан оружие. Возникает вопрос: почему война оказалась возможна, несмотря на дружественную позицию России к Армении, и зачем на нее пошли в Баку? И есть ли у Еревана разумный выход из назревающей бойни?

20 октября
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

16 октября
6 минут
Денис Гордеев

Люди со второй и четвертой группами крови с большей вероятностью переболеют Covid-19 в тяжелой форме.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: