الورقي
العلماء يستمعون لأصوات قادمة من نجم نيوتروني
استمع باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا إلى موجات
صوتية تتحرك عبر "مائع مثالي".
المائع المثالي يعرفه الفيزيائيين ، بأنه السائل الذي يتدفق
بأقل قدر من الاحتكاك المسموح به بموجب قوانين ميكانيكا الكم.
هذه السوائل نادرة في الطبيعة ، ولكن يُعتقد أنها تحدث في
قلب النجوم النيوترونية - مجموعات كثيفة من المواد التي تعد بقايا نجم يتحول إلى
مستعر أعظم وينفجر.
اتخذ العلماء طريقة غير معتادة لإعادة تكوين السائل ، حيث
أرسل الباحثون الموجات الصوتية عبر غاز من ذرات الليثيوم 6 - وهي جسيمات أولية
تعرف باسم الفرميونات - وزادوا من حدة الصوت باستمرار أثناء تشغيله.
وقام العلماء بعد ذلك بقياس "انتشار الصوت" - مدى سرعة تبديد
الصوت في الغاز - والذي يرتبط مباشرة بلزوجة المادة ، باستخدام سلسلة من الليزر.
"من الصعب جدًا الاستماع إلى نجم نيوتروني"
، كما يقول مارتن زويرلين ، أستاذ الفيزياء توماس فرانك من معهد ماساتشوستس
للتكنولوجيا. "ولكن الآن يمكنك تقليدها في المختبر باستخدام الذرات ، وهز هذا
السائل الذري والاستماع إليه ، ومعرفة كيف سيكون صوت النجم النيوتروني."
تم تكوين الليزر لتشكيل صندوق بصري حول الغاز ، وعندما
تصطدم الجسيمات بالليزر فإنها ترتد مرة أخرى في الصندوق ؛ داخل الحاوية ، ترتد
الفرميوم مع بعضها البعض في كل مواجهة ، وتحولها إلى سائل.
يتم تعريف الفرميونات من خلال دورانها نصف الصحيح ، مما
يسمح للبنى الذرية أن تكون متعددة الاستخدامات ، وبالتالي تعتبر اللبنات الأساسية
للمادة.
والمثير للدهشة أنهم وجدوا أن الانتشار كان منخفضًا جدًا
لدرجة أنه كان له صدى على المستوى الكمي ، مما يعني أنه يتصرف كسائل مثالي ويمكن
أن يكون الأساس لفهم التدفقات الأخرى الأكثر تعقيدًا ، مثل النجوم النيوترونية.
يوضح Zwierlein: "تخبرني جودة الرنين عن لزوجة السائل ، أو انتشار
الصوت". "إذا كان السائل ذو لزوجة منخفضة ، فيمكنه تكوين موجة صوتية
قوية جدًا ويكون مرتفعًا جدًا ، إذا تم ضربه بالتردد الصحيح. إذا كان سائلًا شديد
اللزوجة ، فلن يكون له أي صدى جيد ".
يمكن استخدامه أيضًا لنمذجة لزوجة البلازما في الكون ، عن
طريق تغيير سطوع الأضواء لتغيير الاهتزازات الشبيهة بالصوت عبر السائل.
يمكن سماع تسجيل الصوت على حساب MIT's
SoundCloud .
يمكن أن تكون النتائج مفيدة أيضًا في فهم كيف يمكن لمواد معينة إعادة إنشاء تدفق مثالي فائق التوصيل.
