Detta oväntade fenomen, som kallas andra ljud, är en termisk våg som färdas med en överraskande hastighet på 19 meter per sekund i superfluid helium. Ljudvågorna, orsakade av termisk expansion, kan höras i form av ett svagt sus i en inspelning som forskarna gjort.
Forskningen, publicerad i tidskriften Nature Physics, utfördes av fysiker vid University of Maryland och är ett betydande steg framåt för att förstå supervätskors beteende och hur de kan röra sig som vågor.
"Det här är första gången någon har kunnat fånga ljudet av värme som rör sig i en supervätska, och det är ett riktigt vackert fenomen", säger Matthew S. Turner, doktorand vid institutionen för fysik och University of Maryland's Joint Quantum Institute, som ledde studien.
"Superfluids beskrivs ofta som "kvantsoppa", så det var överraskande och spännande att höra dem sjunga."
I flera decennier visste forskare att superfluider hade två ljudvågor eller excitationer - den vanliga ljudvågen och andra ljudet - men det hade aldrig funnits ett sätt att höra dem. Detta beror på att frekvensen av det andra ljudet var för hög för att mänsklig hörsel skulle kunna upptäcka direkt.
Forskarna lyckades övervinna denna utmaning genom att använda en speciell resonator för att förstärka ljudvågorna och omvandla dem till lågfrekventa tryckvågor som kunde fångas med en känslig mikrofon.
"De andra ljudvågorna var så svaga att de knappt var hörbara. Men genom att förstärka dem kunde vi höra dem tydligt", säger Andrei Kapustin, professor i fysik vid University of Maryland och chef för Joint Quantum Institute.
"Det här genombrottet är mycket spännande, eftersom det öppnar nya möjligheter för att studera egenskaperna hos supervätskor och andra kvantvätskor."
Teamet av fysiker, inklusive Turner och Kapustin, planerar nu att använda tekniken för att undersöka beteendet hos andra ljud i olika typer av material och hur det kan användas för att skapa nya typer av enheter, såsom ultrakänsliga sensorer och kvantum. datorer.
Forskningen har fått stöd av National Science Foundation, Army Research Office och Alfred P. Sloan Foundation.
