麻省理工学院助理教授兼合著者理查德·弗莱彻把“沸腾锅”这个比喻搬了出来,他说,“如果你在一个水槽里,发现一半水是滚烫的,”你以为水会剧烈翻腾,“其实你看到的水面可能平静得很。”但在超流体中,热量并没有这样扩散,它是像波一样传播,这种现象被称为“第二声”。 这一发现震惊了科学界,它揭示了一个全新的音频世界。通常来说,热量总是从局部源头向外散去,比如把一块煤丢进锅里,温度就会慢慢上升,直到消散。但在超流量子气体里,事情完全不同。“第一声”是通过密度波传播的普通声音,而“第二声”是一种特殊的热量波。 这些超流体是在原子被冷却到接近绝对零度时产生的。在这种极低的温度下,原子的行为变得非常奇特。麻省理工学院的科学家们成功地把“第二声”给成像了,“第二声”是一种波,它把热量传递到别的地方,“第二声”就是这种奇异行为的直接证据。 论文的首席作者马丁·兹维尔林表示,“第二声”虽然已经被观察到了,“但这次我们终于把它给实际捕捉到了。”这项研究发表在《科学》期刊上,也被麻省理工学院的新闻稿特别强调。 捕捉“第二声”可没那么容易。“超冷气体不会发出常规的红外辐射,”所以科学家们无法用普通的方法追踪热量。Zweierlein和他的团队跳出了传统的热学框架,“他们给锂-6费米子设计了一种特殊的方法。”这种粒子的频率与温度有关,“温度越高,频率也越高。”科学家们把视线聚焦在“更热”的频率上,“这些频率仍然非常冷。” 虽然我们很少接触到超流量子气体,“但如果你问一位材料科学家或天文学家,”你就会明白“这发现有多重要。”理解“第二声”的特性可以帮助我们解答高温超导体和中子星核心相关的问题。“第二声”是高温超导体和中子星核心复杂物理问题的一个关键部分。 这个发现让科学家们对新的物理现象充满了期待,“这种奇异的超流体可能已经改变了我们对世界的认识。”而弗莱彻和兹维尔林等人的努力正是这一进程的一部分,“他们的研究给我们带来了新的希望和可能性。”这个发现不仅帮助我们更好地理解物质世界的本质,“也为未来探索其他未知领域提供了新的思路。”