صدای دوم چیست؟
در مواد معمولی، گرما معمولاً پراکنده می شود و با گرم شدن محیط اطراف به تدریج محو می شود. اما در حالت‌های منحصربه‌فرد ماده، مانند ابرسیال‌ها، گرما رفتار متفاوتی دارد و مانند یک موج صوتی که در یک اتاق می‌تابد، به جلو و عقب حرکت می‌کند. فیزیکدانان این پدیده را “صدای دوم” می نامند.
ثبت پدیده: پیشرفت فیزیکدانان MIT
صدای دوم چگونه ثبت شد؟
برای اولین بار، فیزیکدانان MIT مستقیماً تصاویری از صدای دوم گرفته اند که حرکت گرما را در یک ابر سیال به نمایش می گذارد.
تصاویر از صدای دوم چه چیزی را آشکار می کنند؟
این تصاویر نشان می‌دهد که چگونه گرما می‌تواند مانند یک موج عبور کند و مستقل از ذرات یک ماده به جلو و عقب حرکت کند و درک عمیق‌تری از جریان گرما در ابررساناها و ستاره‌های نوترونی ارائه دهد.
رونمایی از صدای دوم در Superfluids
سوپر سیال چیست؟
یک ابر سیال زمانی پدیدار می شود که ابری از اتم ها به دمای بسیار پایین می رسد و باعث می شود که آنها بدون اصطکاک جریان داشته باشند. در این حالت، گرما به صورت موجی پیش‌بینی می‌شود، پدیده‌ای که اکنون مستقیماً توسط فیزیکدانان MIT مشاهده می‌شود.
آزمایش تجسم صدای دوم
این تیم به رهبری مارتین زویرلین، صدای دوم را در یک ابر سیال مجسم کردند و از روشی پیشگامانه ترموگرافی برای ردیابی حرکت گرما استفاده کردند.
اکتشافات انجام شده: حرکت خالص گرما آشکار شد
از طریق این روش، محققان حرکت خالص گرما را مشاهده کردند که به جلو و عقب شبیه به امواج صوت حرکت می‌کرد و پیشرفت قابل‌توجهی در درک انتقال حرارت در ابر سیالات را رقم زد.
پیامدها و جهت گیری های آینده: افزایش مقیاس یافته ها
پیامدهای مطالعه
این یافته ها که در مجله Science گزارش شده است، نویدبخش افزایش درک ما از جریان گرما در ابر سیال ها و مواد مرتبط مانند ابررساناها و ستاره های نوترونی است.
دستورالعمل های آینده
این تیم قصد دارد تحقیقات خود را برای ترسیم رفتار گرما در سایر گازهای فوق سرد، با هدف پیش بینی و افزایش جریان گرما در مواد مختلف گسترش دهد و در نتیجه فناوری و درک علمی را ارتقا دهد.
نتیجه تحقیقات گامی به سوی مواد پیشرفته
اهمیت کار
این تحقیق پیشگامانه که توسط مؤسساتی مانند بنیاد ملی علوم (NSF) و دفتر تحقیقات علمی نیروی هوایی آمریکا پشتیبانی می‌شود، نگاهی اجمالی به رفتار پیچیده گرما در ابر سیالات ارائه می‌دهد و راه را برای طراحی مواد کارآمدتر هموار می‌کند.
افکار نهایی
همانطور که مارتین زویرلین، فیزیکدان MIT نتیجه می‌گیرد، این دستاورد راه‌هایی را برای اندازه‌گیری دقیق هدایت حرارتی در مواد مختلف باز می‌کند که به طور بالقوه منجر به طراحی سیستم‌های بهبود یافته در آینده می‌شود.
منابع
