Vanliga ljudvågor - små täthetssvängningar - kan sprida sig genom alla vätskor, orsakar molekylerna i vätskan att komprimera med jämna mellanrum. Nu har fysiker teoretiskt visat att i endimensionella kvantvätskor inte en, men två typer av ljudvågor kan sprida sig. Båda typerna av vågor rör sig med ungefär samma hastighet, men är kombinationer av densitetsvågor och temperaturvågor.

Fysikerna, Konstantin Matveev vid Argonne National Laboratory och Anton Andreev vid University of Washington, Seattle, har publicerat ett papper om hybridljudvågorna i kvantvätskor i ett nyligen utgåva av Fysiska granskningsbrev .

"Endimensionella vätskor har fascinerande kvantegenskaper som har studerats av fysiker i årtionden, "Berättade Matveev Phys.org . "Helt överraskande, vi har kunnat visa att även ett sådant väsentligen klassiskt fenomen som ljud också är mycket ovanligt i dessa vätskor. Vårt arbete innebär att även de enklaste klassiska egenskaperna hos en vätska kan påverkas starkt av dess kvantitet. "

Även om klassiska vätskor i allmänhet bara stöder en typ av ljudvåg (en densitetsvåg), ett undantag är flytande helium. Som en supervätska, flytande helium kan flöda utan friktion, vilket ger den förmågan att flöda uppför behållarens sidor, bland andra ovanliga fastigheter. Till skillnad från klassiska vätskor, superfluid helium stöder två typer av ljudvågor - en densitetsvåg och en temperaturvåg - som sprider sig med olika hastigheter.

Som fysikerna förklarar, på vissa sätt liknar endimensionella kvantvätskor vätska som helfluid, eftersom båda vätskorna stöder två typer av ljudvågor. På andra sätt, dock, de är ganska olika:istället för att en ljudvåg är en densitetsvåg och den andra ljudvågan är en temperaturvåg, de två ljudvågorna kombinerar var och en egenskaper hos både densitet och temperaturvågor. Ljudvågornas hybridkaraktär i endimensionella kvantvätskor är annorlunda än ljudvågornas natur i någon annan vätska, inklusive flytande helium. Dessutom, forskarna visade att de två hybridljudvågorna förökar sig med nästan lika höga hastigheter, med skillnaden i hastighet beroende på temperaturen.

I framtiden, fysikerna förväntar sig att dessa hybridljudvågor experimentellt kan demonstreras i långa kvanttrådar eller atomfällor, där det är känt att det finns endimensionella kvantvätskor.

© 2018 Phys.org