Fisikawan menangkap gambar panas

Fisikawan di MIT merekam suara superfluida kedua. Selain bersifat aliteratif, fenomena ini dapat menjelaskan bagaimana panas berpindah melalui material langka tertentu di Bumi dan jauh di luar angkasa.

Nvidia bernilai hampir 2 triliun. Apakah ini sebuah gelembung atau baru saja dimulai?

Superfluida adalah keadaan materi yang mengalir tanpa gesekan. Hal ini terjadi pada suhu mendekati nol mutlak, ketika pergerakan atom sangat dibatasi. Pada beberapa material—termasuk superfluida, seperti gas kuantum atom litium yang digunakan oleh tim baru-baru ini—panas merambat seperti gelombang, bukan menyebar.

“Ini seperti Anda memiliki tangki air dan Anda mendidihkan setengahnya,” Richard Fletcher, fisikawan MIT dan salah satu penulis studi tersebut, mengatakan dalam rilis berita MIT. Lalu kalau dilihat-lihat, airnya mungkin terlihat sangat tenang, tapi tiba-tiba sisi yang lain panas, lalu sisi yang lain panas, dan panasnya bolak-balik, sedangkan airnya terlihat sangat tenang.

Fisikawan Hungaria-Amerika László Tisza — juga dari MIT — mengusulkan pada tahun 1938 bahwa superfluida sebenarnya juga mengandung cairan normal. Dalam campuran ini, kerapatan gelombang adalah “suara pertama” dan pergerakan suhu seperti gelombang adalah “suara kedua”.

Pada suhu beku seperti itu, tidak ada radiasi infra merah yang dipancarkan sebagai sinyal pergerakan panas. Para peneliti malah menyaksikan panas bergerak pada frekuensi radio; semakin tinggi suhu atom, semakin tinggi frekuensi resonansinya.

“Untuk pertama kalinya, kita dapat memotret zat ini saat kita mendinginkannya melewati suhu kritis superfluiditas, dan melihat secara langsung bagaimana zat tersebut berubah dari fluida normal, yang panasnya sangat seimbang, menjadi superfluida, yang panasnya mengalir bolak-balik. kata Martin Zwierlein, fisikawan di MIT yang memimpin penelitian baru ini.

Superfluida mereka – kumpulan fermion lithium yang sangat dingin – satu juta kali lebih tipis dari udara, tambah Zwierlein. Dengan melacak pergerakan panas melalui fermion berdasarkan resonansinya, tim mengamati gerakan gelombang untuk pertama kalinya – suara kedua. Temuan ini dipublikasikan di jurnal Science.

Tim yakin penyelidikan mereka terhadap aliran panas dalam litium dapat digunakan untuk menentukan aliran panas dalam superkonduktor suhu tinggi atau bahkan bintang neutron, peninggalan bintang biasa yang sangat padat. Bagian dalam bintang neutron diperkirakan terdiri dari cairan kuantum yang berinteraksi, dan beberapa fisikawan berspekulasi bahwa mereka mungkin merupakan sumber materi gelap aksionik.

Terlepas dari keanehan fisika yang belum terungkap di inti bintang, pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana panas berpindah melalui material dengan resistansi rendah dapat meningkatkan kemampuan para insinyur untuk membangun superkonduktor pada suhu kamar, yang merupakan tujuan penelitian energi.

Lebih lanjut: Pencarian materi yang paling sulit dipahami dalam fisika