Se potessi immergerti in un fluido quantistico, sentiresti ogni evento due volte, perché supportano due onde sonore con velocità diverse.

I ricercatori nel loro esperimento hanno realizzato questa straordinaria proprietà per la prima volta in un gas quantistico tridimensionale, invece che in un liquido quantistico. Hanno ottenuto questo risultato raffreddando un gas di atomi di potassio intrappolati da raggi laser in un vuoto ultra alto a meno di un milionesimo di grado sopra la temperatura dello zero assoluto, dove forma in parte un condensato di Bose-Einstein. Quelli in genere interagiscono debolmente, ma nel loro esperimento aumentano l'interazione così tanto che il gas diventa idrodinamico. Eccitano onde stazionarie a frequenze diverse e osservano due risonanze del cosiddetto primo e secondo suono.

Questo effetto è ben studiato nei liquidi quantistici come l'elio superfluido, ma la comprimibilità del loro gas di Bose è grande quanto quella dell'aria, quindi è ancora un gas, non un liquido. Sorprendentemente, il famoso modello a due fluidi di Landau, una teoria sviluppata per l'elio superfluido negli anni '40, descrive ancora bene il loro gas superfluido. Nel loro sistema, i due fluidi sono costituiti principalmente rispettivamente dalla parte condensata e non condensata del gas. Risolvono sperimentalmente il moto relativo delle due parti, che oscillano insieme nel primo suono classico ma si muovono l'una di fronte all'altra nel secondo suono. La descrizione teorica microscopica del loro gas è molto più semplice di quella di un liquido, promettendo nuove intuizioni nella comprensione dell'idrodinamica quantistica.

Il documento di ricerca è pubblicato in Physical Review Letters . + Esplora ulteriormente

Onde sonore insolite scoperte nei liquidi quantistici