セカンドサウンドと呼ばれるこの予期しない現象は、スーパーフルイドヘリウムで毎秒19メートルの驚くべき速度で移動する熱波です。熱膨張によって引き起こされる音波は、研究者が作った録音でかすかなヒスの形で聞こえることができます。
Journal Nature Physicsに掲載されたこの研究は、メリーランド大学の物理学者によって実施され、スーパーフルイドの行動とそれらが波のようにどのように動くことができるかを理解する上で重要な前進です。
「これは誰もがスーパーフルイドで動く熱の音を捉えることができたのは初めてであり、それは本当に美しい現象です」と、物理学部の博士課程の学生であり、メリーランド大学の共同QUANTUM Instituteの学生であるマシュー・S・ターナーは言いました。
「スーパーフルイドは、しばしば「量子スープ」のようなものであると言われているので、彼らが歌うのを聞くのは驚くべきエキサイティングでした。」
数十年にわたり、科学者は、スーパーフルイドには2つの音波または励起（通常の音波と2番目の音）があることを知っていましたが、それらを聞く方法はありませんでした。これは、2番目の音の頻度が人間の聴覚が直接検出するには高すぎたためです。
研究者は、特別な共振器を使用して音波を増幅し、それらを敏感なマイクでキャプチャできる低周波圧力波に変換することにより、この課題を克服することができました。
「2番目の音波は非常に弱いため、ほとんど聞こえませんでした。しかし、それらを増幅することで、私たちはそれらをはっきりと聞くことができました」とメリーランド大学の物理学教授で合同量子研究所のディレクターであるアンドレイ・カプスティンは言いました。
「このブレークスルーは非常にエキサイティングです。スーパーフルイドやその他の量子液の特性を研究するための新しい可能性を開くためです。」
ターナーやカプスティンを含む物理学者のチームは、この手法を使用して、さまざまな種類の材料での2番目のサウンドの動作を調査することを計画しており、超敏感なセンサーや量子コンピューターなどの新しいタイプのデバイスを作成するために使用する方法を計画しています。
この研究は、国立科学財団、陸軍研究室、およびアルフレッドP.スローン財団によってサポートされています。
