Сладкозвучная супержидкость

Это может не звучать настолько же симпатичный как арфа, но новый инструмент, берущий на колебаниях в жидком гелии, устанавливает законы квантовой механики к музыке. На более практической ноте звуки, испускаемые устройством, описанным на этой неделе в Акустическом Обществе годового собрания Америки в Государственном колледже, Пенсильвания, могут предоставить более точный метод для определения давления.Когда охлаждено к близкому абсолютному нулю, гелий 4 становится «супержидкостью».

Квантовая механика вынуждает его прекратить действовать как обычная жидкость, обеспечивая его такими диковинными свойствами как полное отсутствие вязкости. Супержидкий гелий, например, с готовностью медленно сочится и по стороне контейнеров.

Надеясь эксплуатировать это странное явление, физики Скотт Бэкхос и Ричард Пэкард из Калифорнийского университета, Беркли, выгравировали в кремниевой вафле millimeterwide канал для гелия для течения через. В одном конце канал был увенчан со стеной, имевшей отверстие 100 миллимикронов шириной, создавая узкое место. Так же, как принуждение воздуха через маленькое отверстие в Ваших губах производит свист, гелий протиснулся через свист узкого места. «Если Вы слушаете, Вы должны услышать вещь, звонящую», говорит Пэкард. Конечно же, когда настроено на надлежащую частоту — несколько тысяч герц — труба действует как резонирующая каверна и, кажется, берет звук, так же, как труба органа проектирует тон.

В то время как обычные музыкальные ноты дрогнули немного, основа звуков супергелия от квантовых вихрей, в которых энергия потеряна в тождественно размерных пакетах: Таким образом исследователи могли генерировать точно тот же тон каждый раз, когда они вызвали гелий через узкое место под тем же давлением. Инструмент с совершенной подачей, в теории, мог использоваться для определения стандартов давления, так же, как оркестр настраивается на гобой.

Если температурные колебания, которые, кажется, поощряют дополнительные вихри, могли быть покрыты железом из системы, говорит Паккард, «Вы могли определить Паскаль как давление, вызывающее частоту так многих герц через [апертура]». Стандартный набор давления супержидким гелием походил бы на стандартный набор напряжения механической квантом схемой, названной соединением Джозефсона, говорит физик Стэнфорда Фрэнсис Эверитт. «Это — очень интересная, милая идея — один я никогда не думал», говорит он.

3 комментария

Добавить комментарий