Физики смогли измерить две скорости звука в сверхтекучей пленке

Ученым из ЕС удалось экспериментально подтвердить существование двух скоростей звука в двумерной сверхтекучей среде. Исследование доказало, что двухжидкостная модель актуальна не только для 3D сверхтекучих жидкостей, но и для 2D — говорится в статье, которую опубликовало издание Nature.

Двухжидкостная модель — физическая модель, применяемая для описания поведения сверхтекучего гелия-II. Согласно модели, вещество состоит из двух пребывающих в термодинамическом равновесии компонентов, если его температура выше абсолютного нуля, но ниже критической. Первый компонент — сверхтекучая фаза, которая течет без трения и находится в квантово-коррелированном состоянии. Второй — жидкость с нормальной вязкостью.

Существование двух жидкостей приводит к тому, что у такой среды две скорости звука. В трехмерной среде это неоднократно подтверждалось, но до экспериментов в двумерной среде ученые дошли только сейчас. Впервые произвести такой опыт удалось физикам из Германии, Британии и Франции, группу которых возглавил Панайотис Кристодулу из Кембриджского университета.

Ученые провели эксперимент с двумерным бозе-газом, который состоял из атомов калия-39. Газ был зафиксирован в оптической ловушке, после чего к нему приложили однородную силу, благодаря чему удалось измерить две скорости звука.