Για πρώτη φορά στην ιστορία, επιστήμονες του MIT κατάφεραν να «δουν» τη θερμότητα να κινείται σαν κύμα, ένα φαινόμενο που μέχρι σήμερα υπήρχε μόνο στη θεωρία...
Το εντυπωσιακό αυτό αποτέλεσμα, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Science, επιβεβαιώνει την ύπαρξη του λεγόμενου «δεύτερου ήχου», μιας κυματικής μορφής μεταφοράς θερμότητας που εμφανίζεται σε εξαιρετικά σπάνιες καταστάσεις της ύλης.
Τι είναι ο «δεύτερος ήχος»
Στα περισσότερα υλικά, η θερμότητα διαχέεται αργά και σταδιακά, χάνοντας την έντασή της όσο εξαπλώνεται. Ωστόσο, σε ορισμένες εξωτικές καταστάσεις —όπως τα υπερρευστά και ορισμένοι υπεραγωγοί— η θερμότητα μπορεί να συμπεριφερθεί συλλογικά, σαν να αποτελεί ενιαίο κύμα που ταξιδεύει μέσα στο υλικό. Αυτό το θερμικό κύμα είναι ο «δεύτερος ήχος».
Οι νέες εικόνες που κατέγραψε η ερευνητική ομάδα δείχνουν τη θερμότητα να πηγαινοέρχεται μέσα στο υλικό, ανεξάρτητα από την κίνηση των ίδιων των σωματιδίων. Όπως το περιέγραψε χαρακτηριστικά ο επίκουρος καθηγητής Ρίτσαρντ Φλέτσερ, «είναι σαν να έχεις μια δεξαμενή νερού όπου το μισό βράζει, αλλά το νερό φαίνεται ακίνητο, ενώ η ζέστη μετακινείται από τη μία πλευρά στην άλλη».
Η πρώτη άμεση οπτικοποίηση του φαινομένου
Η ομάδα του καθηγητή Μάρτιν Τσβιρλάιν κατάφερε να οπτικοποιήσει τον «δεύτερο ήχο» σε ένα υπερρευστό, μια κατάσταση της ύλης που εμφανίζεται όταν ένα νέφος ατόμων ψύχεται σε θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν. Σε αυτές τις συνθήκες, τα άτομα ρέουν χωρίς τριβή και παρουσιάζουν συμπεριφορές που δεν υπάρχουν σε καμία άλλη μορφή ύλης.
Για τα πειράματα χρησιμοποιήθηκαν φερμιόνια λιθίου‑6, τα οποία σε ακραία ψύξη σχηματίζουν ζεύγη και κινούνται συλλογικά. Με μια νέα τεχνική θερμογραφίας, οι επιστήμονες κατάφεραν να απομονώσουν την καθαρή κυματική κίνηση της θερμότητας — κάτι που δεν είχε επιτευχθεί ποτέ στο παρελθόν.
Η θεωρία πίσω από το φαινόμενο
Η ιδέα του «δεύτερου ήχου» δεν είναι νέα. Το 1938, ο φυσικός Λάζλο Τίσκα πρότεινε το μοντέλο των δύο ρευστών για την υπερρευστότητα: ότι ένα υπερρευστό αποτελείται από ένα «κανονικό» ρευστό και ένα υπερρευστό χωρίς τριβή. Αργότερα, ο Λεβ Λαντάου προέβλεψε ότι αυτό το μείγμα θα μπορούσε να υποστηρίξει δύο είδη κυμάτων: τα συνηθισμένα κύματα πυκνότητας και τα κύματα θερμοκρασίας — τον «δεύτερο ήχο».
Μέχρι σήμερα, οι επιστήμονες μπορούσαν να ανιχνεύσουν μόνο έμμεσες ενδείξεις του φαινομένου. Η νέα έρευνα του MIT αποτελεί την πρώτη άμεση, καθαρή καταγραφή του θερμικού κύματος.
Γιατί έχει σημασία η ανακάλυψη
Η παρατήρηση του «δεύτερου ήχου» δεν είναι απλώς μια εντυπωσιακή επιβεβαίωση μιας παλιάς θεωρίας. Ανοίγει νέους δρόμους για την κατανόηση της θερμικής συμπεριφοράς σε υλικά που αλληλεπιδρούν έντονα μεταξύ τους, όπως:
υπερρευστά,
υπεραγωγοί,
εξωτικές κβαντικές καταστάσεις,
άστρα νετρονίων, όπου επικρατούν παρόμοιες ακραίες συνθήκες.
Η δυνατότητα να «βλέπουμε» τη θερμότητα να ταξιδεύει σαν κύμα μπορεί να οδηγήσει σε νέες τεχνολογίες, καλύτερη κατανόηση της κβαντικής ύλης και ίσως σε μελλοντικές εφαρμογές στην ενέργεια και την υπεραγωγιμότητα.
Μείνετε μπροστά στις εξελίξεις — κάντε Like στο Facebook
Από το newsroom
Γράφει O Θέογνις Αιγίσιος
-Posted by Anexartitos.Ta.Neα
Αν θέλετε να μαθαίνετε παράλληλα όσα σημαντικά διαδραματίζονται στα ελληνικά και ξένα media κάντε like στην σελίδα στο Facebook πατώντας εδώ.click here
Δημοσίευση σχολίου
.Τα σχόλια υπάρχουν για να συνεισφέρουν οι αναγνώστες στο διάλογο.
. Ο καθένας έχει δικαίωμα να εκφράζει ελεύθερα τις απόψεις του.
. Αυτό δεν σημαίνει ότι υιοθετούμε τις απόψεις αυτές.
. Συκοφαντικά ή υβριστικά σχόλια και greeklish αφαιρούνται όπου εντοπίζονται.
. Η ευθύνη των σχολίων (αστική και ποινική) βαρύνει τους σχολιαστές και μόνον αυτούς.
. Η ταυτότητα των σχολιαστών είναι γνωστή μόνο στην Google.
. Όποιος θίγεται μπορεί να επικοινωνεί στο email μας.
. Περισσότερα στους όρους χρήσης.. Ευχαριστούμε για την κατανόησή σας.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου