Questo fenomeno inaspettato, chiamato secondo suono, è un'onda termica che viaggia alla sorprendente velocità di 19 metri al secondo nell'elio superfluido. Le onde sonore, causate dalla dilatazione termica, possono essere ascoltate sotto forma di un debole sibilo in una registrazione effettuata dai ricercatori.

La ricerca, pubblicata sulla rivista Nature Physics, è stata condotta dai fisici dell'Università del Maryland e rappresenta un significativo passo avanti nella comprensione del comportamento dei superfluidi e di come possano muoversi come onde.

"Questa è la prima volta che qualcuno è riuscito a catturare i suoni del calore che si muove in un superfluido, ed è un fenomeno davvero meraviglioso", ha affermato Matthew S. Turner, uno studente di dottorato presso il Dipartimento di Fisica e l'Università del Maryland. Quantum Institute, che ha condotto lo studio.

"I superfluidi sono spesso descritti come una sorta di 'zuppa quantistica', quindi è stato sorprendente ed emozionante sentirli cantare."

Per diversi decenni, gli scienziati sapevano che i superfluidi avevano due onde sonore o eccitazioni – l’onda sonora regolare e il secondo suono – ma non c’era mai stato un modo per ascoltarli. Questo perché la frequenza del secondo suono era troppo alta perché l'udito umano potesse rilevarla direttamente.

I ricercatori sono riusciti a superare questa sfida utilizzando uno speciale risonatore per amplificare le onde sonore e trasformarle in onde di pressione a frequenza più bassa che potrebbero essere catturate con un microfono sensibile.

"Le seconde onde sonore erano così deboli che erano appena udibili. Ma amplificandole, siamo riusciti a sentirle chiaramente", ha detto Andrei Kapustin, professore di fisica all'Università del Maryland e direttore del Joint Quantum Institute.

"Questa svolta è molto entusiasmante, poiché apre nuove possibilità per lo studio delle proprietà dei superfluidi e di altri liquidi quantistici."

Il team di fisici, tra cui Turner e Kapustin, sta ora progettando di utilizzare la tecnica per studiare il comportamento del secondo suono in diversi tipi di materiali e come possa essere utilizzata per creare nuovi tipi di dispositivi, come sensori ultrasensibili e sensori quantistici. computer.

La ricerca è stata sostenuta dalla National Science Foundation, dall'Esercito Research Office e dalla Alfred P. Sloan Foundation.