MIT の科学者たちは、前例のない方法で、「完璧な」流体から得られる初めての音波を捕捉することに成功し、その挙動と特殊性に関する情報を提示することができました。
自然界では珍しいと考えられている完全な流体は、量子力学の法則によって許容される最小の摩擦と粘度を持ちます。これは、それを構成する平均的なフェルミオン粒子 (フェルミオン粒子のクラスター) の質量と、プランク定数。これは、中性子星の核と初期宇宙の「スープ」の挙動であると考えられています。
「 中性子星の音を聞くのは非常に難しいです」とマルティン・ツヴィアライン教授は語った。 「しかし今では、原子を使って研究室でそれを模倣し、その原子スープをかき混ぜてそれを聞くことができ、中性子星がどのような音が聞こえるかを知ることができます。」
研究には、材料の粘度を測定できる、気体状態の流体中でが散乱する速度である音拡散として知られる技術の協力が含まれていました。この分析は、音響共鳴を調べる際に拡散と摩擦の間に密接な関係があることを発見した科学者たちを驚かせました。
「共鳴の質から、流体の粘度や音の拡散性について多くのことがわかります」とツヴィアライン氏は言う。 「流体の粘度が低い場合、適切な周波数で衝撃を与えると、非常に強力な音波を形成し、非常に大きな音を発する可能性があります。粘度が高いと、良い共鳴が得られません。」
均一な流体の作成
フェルミ粒子に関する知識により、科学者は原子の構成要素が可能な限り何度も衝突できる理想的な流体を「製造」することができました。パウリの排除原理によれば、これらの粒子は同じ空間を占めることができないため、-273.15 °C ～ -459.67 °C の温度で粒子を凍結する必要がありました。
その後、研究は強い光波によって裏付けられ、これが連鎖反応の開始点として機能し、音波がガス中に反響し始め、近くのフェルミオン間の接触を目覚めさせました。
「ガスの最小抵抗を知ることで、材料中の電子に何が起こり得るか、電子がシームレスに流れる材料をどのように作ることができるかがわかります」とツヴィアライン氏は結論付けました。
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