เทคนิคใหม่ในการติดตาม "เสียงที่สอง" ซึ่งเป็นคลื่นความร้อนชนิดแปลกประหลาดที่เกิดขึ้นในของเหลวยิ่งยวด ได้รับการพัฒนาโดยนักฟิสิกส์ในสหรัฐอเมริกา งานนี้สามารถช่วยจำลองระบบต่างๆ ที่น่าสนใจทางวิทยาศาสตร์และไม่ค่อยเข้าใจได้ รวมถึงตัวนำยิ่งยวดที่มีอุณหภูมิสูงและดาวนิวตรอน
คำว่า "เสียงที่สอง" ได้รับการบัญญัติโดยนักฟิสิกส์ชาวโซเวียต Lev Landau ในทศวรรษที่ 1940 หลังจากที่เพื่อนร่วมงานของเขา László Tisza แนะนำว่าคุณสมบัติที่แปลกประหลาดของฮีเลียมเหลวอาจอธิบายได้โดยพิจารณาว่าเป็นส่วนผสมของของเหลวสองชนิด: ของเหลวปกติและของเหลวยิ่งยวดที่ ไหลลื่นไม่มีสะดุด การจัดเรียงนี้ทำให้เกิดความเป็นไปได้ที่ว่า ถ้าของเหลวยิ่งยวดและของไหลปกติไหลไปในทิศทางตรงกันข้าม วัสดุจะไม่เกิดการรบกวนใดๆ อย่างเห็นได้ชัด แต่ความร้อนจะยังคงผ่านเข้าไปได้เหมือนคลื่นดังที่ของไหลปกติและสวิตช์ของของไหลยิ่งยวดวางตำแหน่ง
หลังจากนั้นไม่นาน นักฟิสิกส์ชาวโซเวียตอีกคน วาซิลี เปชคอฟ ก็ได้ยืนยันการทดลองนี้ “เขา [เพชคอฟ] สามารถให้ความร้อนแก่ของเหลวยิ่งยวดเป็นระยะๆ ได้ที่ด้านหนึ่ง และวัดได้ว่าความร้อนกระจายตัวเหมือนคลื่นนิ่งในภาชนะของเขา” กล่าว มาร์ติน ซเวียร์ไลน์นักฟิสิกส์จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) ซึ่งเป็นผู้นำการศึกษาครั้งใหม่
ในศตวรรษที่ 21 นักฟิสิกส์เช่น โซรัน ฮัดซิบาบิช แห่งมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ สหราชอาณาจักร; เดโบราห์ จิน ของ JILA ในเมืองโบลเดอร์ สหรัฐอเมริกา; และ โวล์ฟกัง เคตเตอร์เล ของ MIT นำเสนอมิติใหม่ให้กับการวิจัยเสียงครั้งที่สองโดยแสดงให้เห็นว่าโบส-ไอน์สไตน์ควบแน่นและก๊าซที่มีปฏิกิริยารุนแรงกับแฟร์มีก็แสดงคุณสมบัติของของเหลวยิ่งยวดเช่นกัน ในปี 2013 รูดอล์ฟ กริมม์ ของศูนย์อะตอมเย็นจัดและก๊าซควอนตัมในเมืองอินส์บรุค ประเทศออสเตรีย กลายเป็นกลุ่มแรกที่สังเกตเห็นเสียงที่สองในระบบดังกล่าว “[กริมม์] ไม่สามารถมองเห็นความร้อน แต่เมื่อใดก็ตามที่คุณมีการไล่ระดับความร้อนในก๊าซ ก็จะมีการไล่ระดับความหนาแน่นควบคู่ไปด้วยเนื่องจากก๊าซสามารถอัดตัวได้” Zwierlein อธิบาย “มีคลื่นความหนาแน่นในการเดินทางด้วยความเร็วที่ช้ากว่าความเร็วของเสียงปกติมากและนั่นสัมพันธ์กับเสียงที่สอง”
ภาพการไหลของความร้อนโดยตรง
ในการวิจัยครั้งใหม่ Zwierlein และเพื่อนร่วมงานได้ถ่ายภาพการไหลของความร้อนในก๊าซ Fermi ที่มีปฏิกิริยารุนแรงซึ่งประกอบด้วยอะตอมลิเธียม-6 ที่มีความเย็นจัด ในการทำเช่นนี้ พวกเขาวางอะตอมไว้ในศักย์ของกล่องและเปิดสนามแม่เหล็กที่ปรับให้เข้ากับค่าที่เกี่ยวข้องกับสิ่งที่เรียกว่า Feshbach resonance ในอะตอมอย่างแม่นยำ ด้วยการสั่นพ้องนี้ อะตอมของเฟอร์ไมโอนิกลิเธียม-6 ที่ต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤติสามารถโต้ตอบกันในระยะไกลได้ โดยก่อตัวเป็นคู่โบโซนิกด้วยกลไกที่คล้ายกับกลไกของบาร์ดีน-คูเปอร์-ชรีเฟอร์ในด้านความเป็นตัวนำยิ่งยวด “อาจทำให้เข้าใจผิดเล็กน้อย แต่มีประโยชน์สำหรับการทำความเข้าใจครั้งแรกว่า superfluid เป็นองค์ประกอบของคู่และองค์ประกอบปกติเป็นองค์ประกอบของอะตอมที่ไม่จับคู่” Zwierlein อธิบาย
ต่อไป นักวิจัยได้ใช้พัลส์คลื่นวิทยุความถี่สั้น (RF) กับก๊าซ การแผ่รังสี RF กระตุ้นอะตอมที่ไม่ถูกจับคู่กับให้มีสถานะไฮเปอร์ไฟน์ที่แตกต่างกัน ส่งผลให้อะตอมที่จับคู่ไม่ถูกรบกวน จากนั้นนักวิจัยจึงใช้แสงเลเซอร์เพื่อถ่ายภาพอะตอมทั้งสองกลุ่ม “สถานะไฮเปอร์ไฟน์เหล่านี้ถูกแยกออกมากพอที่หัววัดแบบออปติคอลของเราตอบสนองต่อเฉพาะสถานะไฮเปอร์ไฟน์ที่เราเลือกเท่านั้น” Zwierlein อธิบาย “ที่ใดมีอะตอมจำนวนมาก เราก็จะได้เงามืด ในที่ซึ่งแทบไม่มีอะตอม แสงก็ลอดผ่านได้” สิ่งสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากก๊าซที่เย็นกว่าประกอบด้วยอะตอมคู่ที่มากกว่าซึ่งไม่ได้รับผลกระทบจาก RF ภาพจึงมีข้อมูลเกี่ยวกับอุณหภูมิของก๊าซ นักวิจัยจึงสามารถถ่ายภาพการไหลของความร้อนได้โดยตรง แม้ว่าตัวกลางจะยังคงอยู่ก็ตาม
ด้วยเครื่องมือใหม่นี้ นักวิจัยได้ทำการวัดหลายอย่าง ที่อุณหภูมิเย็นที่สุด การให้ความร้อนในพื้นที่เดียวทำให้เกิดคลื่นเสียงที่สองที่แรง เมื่อตัวกลางเข้าใกล้อุณหภูมิวิกฤติ คลื่นเหล่านี้ก็ค่อยๆ มีนัยสำคัญในการถ่ายเทความร้อนน้อยลงเมื่อเทียบกับการแพร่กระจายแบบธรรมดา เหนืออุณหภูมิวิกฤต พวกมันก็หายไปโดยสิ้นเชิง ทีมงานยังได้สังเกตพฤติกรรมผิดปกติที่อุณหภูมิวิกฤติด้วย “มันคล้ายกันสำหรับการเปลี่ยนสถานะใดๆ ก็ตาม เช่น น้ำเดือดในกาต้มน้ำ คุณเห็นฟองสบู่ – สิ่งต่างๆ กลายเป็นบ้า” Zwierlein กล่าว ในที่สุด พวกเขาวัดการหน่วงของเสียงที่สอง ซึ่งเกิดขึ้นจากข้อเท็จจริงที่ว่าแม้ว่าส่วนประกอบของไหลยิ่งยวดจะไหลโดยไม่มีแรงเสียดทาน แต่ของไหลปกติกลับไม่ไหล
ตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูงและดาวนิวตรอน
นักวิจัยกล่าวว่าเทคนิคใหม่นี้ควรนำไปใช้กับคอนเดนเสทของ Bose-Einstein เช่นกัน และยังสามารถใช้ในการวิเคราะห์แบบจำลองการนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงของ Fermi-Hubbard ที่พัฒนาขึ้นเมื่อเร็ว ๆ นี้ ยิ่งไปกว่านั้น Zwierlein แนะนำว่า “สสารภายในดาวนิวตรอนมีพฤติกรรมคล้ายกันมาก น่าประหลาดใจเพราะนิวตรอนเหล่านี้มีปฏิกิริยาโต้ตอบกันอย่างรุนแรงเช่นกัน ดังนั้นเราจึงเรียนรู้บางอย่างจากการพ่นก๊าซของเราในห้องแล็บซึ่งบางกว่าอากาศล้านเท่า บางอย่างเกี่ยวกับดาวนิวตรอนบ้าๆ ซึ่งยากจะไปถึง”
'เสียงที่สอง' ปรากฏในเจอร์เมเนียม
ฮัดซิบาบิกซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษาวิจัยนี้รู้สึกประทับใจ “ไม่ใช่แค่ว่าพวกมันทำการวัดเทอร์โมมิเตอร์ได้ดีเยี่ยมที่ต่ำกว่านาโนเคลวิน ซึ่งทำได้ยากแม้ว่าอุณหภูมิจะเท่ากันทุกที่ แต่พวกมันยังสามารถทำได้ในท้องถิ่นอีกด้วย ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญในการมองเห็นคลื่นนี้” เขากล่าว โลกฟิสิกส์. “พวกเขาสามารถพูดได้ว่าที่นี่ร้อนกว่าครึ่งนาโนเคลวิน และที่นี่ ห่างออกไป 20 ไมครอน มันเย็นกว่าครึ่งนาโนเคลวิน” เขากล่าวว่าเขาตั้งตารอที่จะได้เห็นเทคนิคที่ใช้ “ในระบบที่เรารู้น้อยมากและที่ทั้งระบบอยู่ห่างไกลจากความสมดุล”
การวิจัยถูกตีพิมพ์ลงที่ วิทยาศาสตร์.
- เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai เพิ่มพลังให้กับตัวเอง เข้าถึงได้ที่นี่.
- เพลโตไอสตรีม. Web3 อัจฉริยะ ขยายความรู้ เข้าถึงได้ที่นี่.
- เพลโตESG. คาร์บอน, คลีนเทค, พลังงาน, สิ่งแวดล้อม แสงอาทิตย์, การจัดการของเสีย. เข้าถึงได้ที่นี่.
- เพลโตสุขภาพ เทคโนโลยีชีวภาพและข่าวกรองการทดลองทางคลินิก เข้าถึงได้ที่นี่.
- ที่มา: https://physicsworld.com/a/physicists-take-the-temperature-of-second-sound/
- :มี
- :เป็น
- :ไม่
- :ที่ไหน
- 160
- 20
- 2013
- 21st
- 7
- 800
- a
- สามารถ
- เกี่ยวกับเรา
- ข้างบน
- AC
- นอกจากนี้
- หลังจาก
- ภายหลัง
- กับ
- AIR
- คล้ายกัน
- เกือบจะ
- ด้วย
- แม้ว่า
- โดยสิ้นเชิง
- an
- วิเคราะห์
- และ
- ภาพเคลื่อนไหว
- อื่น
- ใด
- เห็นได้ชัด
- ปรากฏ
- ประยุกต์
- ใช้
- เป็น
- การจัดการ
- AS
- ที่เกี่ยวข้อง
- At
- ออสเตรีย
- ไป
- กลับ
- BE
- กลายเป็น
- เพราะ
- รับ
- พฤติกรรม
- ด้านล่าง
- บิต
- ทั้งสอง
- กล่อง
- แต่
- by
- เคมบริดจ์
- CAN
- ที่เกิดจาก
- ศูนย์
- ศตวรรษ
- บาง
- เปลี่ยนแปลง
- คลิก
- ประกาศเกียรติคุณ
- เพื่อนร่วมงาน
- เพื่อนร่วมงาน
- เมื่อเทียบกับ
- ส่วนประกอบ
- สงบ
- ยืนยัน
- พิจารณา
- คงที่
- บรรจุ
- ภาชนะ
- ความแตกต่าง
- ได้
- บ้า
- วิกฤติ
- ขับเคลื่อน
- มืด
- แสดงให้เห็นถึง
- พัฒนา
- ต่าง
- การจัดจำหน่าย
- Dimension
- โดยตรง
- แสดง
- กระจาย
- do
- ทำ
- แต่ละ
- พอ
- แม้
- ทุกที่
- ตื่นเต้น
- ประสบการณ์
- อธิบาย
- อธิบาย
- ความจริง
- ไกล
- สนาม
- ในที่สุด
- ชื่อจริง
- ไหล
- กระแส
- ของเหลว
- สำหรับ
- ออกมา
- ข้างหน้า
- เศษ
- แรงเสียดทาน
- ราคาเริ่มต้นที่
- GAS
- ได้รับ
- GIF
- จะช่วยให้
- Go
- ดี
- ค่อยๆ
- กราฟฟิค
- ยิ่งใหญ่
- ตะแกรง
- กลุ่ม
- ครึ่ง
- ยาก
- มี
- he
- คลื่นความร้อน
- ฮีเลียม
- ช่วย
- เป็นประโยชน์
- โปรดคลิกที่นี่เพื่ออ่านรายละเอียดเพิ่มเติม
- จุดสูง
- ของเขา
- ร้อน
- ที่ http
- HTTPS
- if
- ภาพ
- ภาพ
- การถ่ายภาพ
- ประทับใจ
- in
- รวมทั้ง
- ข้อมูล
- ภายใน
- สถาบัน
- โต้ตอบ
- การมีปฏิสัมพันธ์
- น่าสนใจ
- แนะนำ
- ร่วมมือ
- ปัญหา
- IT
- ITS
- jpg
- เพียงแค่
- คีย์
- ทราบ
- ห้องปฏิบัติการ
- ที่มีขนาดใหญ่
- เลเซอร์
- การเรียนรู้
- การออกจาก
- นำ
- น้อยลง
- เบา
- กดไลก์
- ของเหลว
- ในท้องถิ่น
- นาน
- LOOKS
- จำนวนมาก
- ทำ
- สนามแม่เหล็ก
- แมสซาชูเซต
- สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์
- วัสดุ
- ความกว้างสูงสุด
- วัด
- วัด
- กลไก
- กลาง
- อาจ
- ล้าน
- หลอกตา
- เอ็มไอที
- สารผสม
- แบบ
- การตรวจสอบ
- ยิ่งไปกว่านั้น
- การเคลื่อนไหว
- มาก
- ดาวนิวตรอน
- ดาวนิวตรอน
- นิวตรอน
- แต่
- ใหม่
- NIST
- ไม่
- ปกติ
- สังเกต
- of
- on
- ONE
- เพียง
- เปิด
- ตรงข้าม
- or
- ส้ม
- สามัญ
- อื่นๆ
- ของเรา
- จับคู่
- คู่
- ในสิ่งที่สนใจ
- ส่ง
- ผ่าน
- ระยะ
- นักฟิสิกส์
- ฟิสิกส์
- โลกฟิสิกส์
- สีชมพู
- สถานที่
- เพลโต
- เพลโตดาต้าอินเทลลิเจนซ์
- เพลโตดาต้า
- ความเป็นไปได้
- ที่มีศักยภาพ
- อย่างแม่นยำ
- การสอบสวน
- คุณสมบัติ
- การตีพิมพ์
- ชีพจร
- ควอนตัม
- พิสัย
- เมื่อเร็ว ๆ นี้
- หมายถึง
- ภูมิภาค
- ยังคงอยู่
- เป็นตัวแทนของ
- การวิจัย
- นักวิจัย
- เสียงสะท้อน
- ขึ้น
- เดียวกัน
- กล่าว
- พูดว่า
- วิทยาศาสตร์
- ที่สอง
- เห็น
- เห็น
- เลือก
- หลาย
- เงา
- สั้น
- น่า
- การแสดง
- ด้าน
- สำคัญ
- คล้ายคลึงกัน
- ง่าย
- เดียว
- So
- บางสิ่งบางอย่าง
- เสียง
- ความเร็ว
- แยก
- ยืน
- ดาว
- ดาว
- สถานะ
- สหรัฐอเมริกา
- ยังคง
- แข็งแรง
- เสถียร
- ศึกษา
- อย่างเช่น
- ชี้ให้เห็นถึง
- ตัวนำยิ่งยวด
- พื้นผิว
- อย่างแปลกใจ
- สวิตซ์
- เปลี่ยน
- ระบบ
- ระบบ
- เอา
- ทีม
- เทคนิค
- เทคโนโลยี
- บอก
- ระยะ
- กว่า
- ที่
- พื้นที่
- แล้วก็
- ที่นั่น
- ดังนั้น
- ร้อน
- ล้อยางขัดเหล่านี้ติดตั้งบนแกน XNUMX (มม.) ผลิตภัณฑ์นี้ถูกผลิตในหลายรูปทรง และหลากหลายเบอร์ความแน่นหนาของปริมาณอนุภาคขัดของมัน จะทำให้ท่านได้รับประสิทธิภาพสูงในการขัดและการใช้งานที่ยาวนาน
- พวกเขา
- สิ่ง
- คิด
- นี้
- ตลอด
- ภาพขนาดย่อ
- ครั้ง
- ไปยัง
- ร่วมกัน
- เครื่องมือ
- โอน
- การเปลี่ยนแปลง
- จริง
- ติดตามความคืบหน้า
- สอง
- ชนิด
- Uk
- ตรงไปตรงมา
- ความเข้าใจ
- เข้าใจ
- มหาวิทยาลัย
- มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์
- us
- มือสอง
- ความคุ้มค่า
- ความหลากหลาย
- มาก
- คือ
- น้ำดื่ม
- คลื่น
- คลื่น
- we
- ดี
- เมื่อ
- เมื่อไรก็ตาม
- ที่
- ในขณะที่
- WHO
- ทั้งหมด
- จะ
- กับ
- ไม่มี
- งาน
- โลก
- คุณ
- ลมทะเล