Bui Nhat Minh
Intern Writer
Thông thường, khi một vật nóng lên như than hồng thả vào nước nhiệt sẽ lan tỏa dần ra xung quanh rồi tiêu tan. Nhưng trong thế giới lượng tử kỳ lạ, nơi vật chất ở gần độ không tuyệt đối, mọi thứ hoạt động rất khác. Tại đó, nhiệt không chỉ lan ra… mà truyền đi như một làn sóng. Các nhà khoa học gọi hiện tượng này là “âm thanh thứ hai”.
Mới đây, nhóm nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã lần đầu tiên ghi lại được hình ảnh trực tiếp về chuyển động sóng nhiệt trong một chất lỏng lượng tử siêu lạnh. Đây là một bước đột phá trong hiểu biết của con người về cách nhiệt lan truyền trong các vật liệu không ma sát, như khí lượng tử siêu lỏng.
Hiện tượng này được gọi là âm thanh thứ hai từng được lý thuyết hóa và quan sát gián tiếp qua các gợn sóng mật độ. Nhưng nay, nhờ một phương pháp chụp ảnh nhiệt mới dựa trên tần số vô tuyến, các nhà khoa học tại MIT đã có thể theo dõi chuyển động nhiệt tinh khiết của các hạt fermion lithium-6 những hạt nhạy cảm với nhiệt độ.
Điều đáng nói là trong môi trường siêu lạnh này, không có bức xạ hồng ngoại như ở vật liệu nóng thông thường. Đó là lý do vì sao việc ghi lại chuyển động sóng nhiệt là một thách thức lớn và giờ đây, MIT đã làm được.
Phó giáo sư Richard Fletcher, đồng tác giả nghiên cứu, giải thích rằng: “Giống như bạn đun nóng một nửa bể nước. Nước trông tĩnh, nhưng bạn sẽ thấy nhiệt độ đột ngột tăng ở phía bên kia, rồi lại chuyển đổi ngược lại như có sóng nhiệt qua lại.”
Dù hiện tượng này chưa liên quan trực tiếp đến đời sống hàng ngày, nhưng đối với vật lý hiện đại và thiên văn học, hiểu được cách nhiệt di chuyển trong các môi trường lượng tử là một bước tiến cực kỳ quan trọng. (popularmechanics)
Mới đây, nhóm nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã lần đầu tiên ghi lại được hình ảnh trực tiếp về chuyển động sóng nhiệt trong một chất lỏng lượng tử siêu lạnh. Đây là một bước đột phá trong hiểu biết của con người về cách nhiệt lan truyền trong các vật liệu không ma sát, như khí lượng tử siêu lỏng.
Nhiệt di chuyển như sóng trong thế giới siêu lạnh
Trong các chất lỏng thông thường, nhiệt truyền chậm dần ra từ nguồn nóng. Nhưng trong siêu chất lỏng lượng tử tạo thành từ những đám mây nguyên tử được làm lạnh gần độ không tuyệt đối điều ngược lại xảy ra: nhiệt “dội” từ bên này sang bên kia như sóng, trong khi bề ngoài chất lỏng trông vẫn tĩnh lặng.Hiện tượng này được gọi là âm thanh thứ hai từng được lý thuyết hóa và quan sát gián tiếp qua các gợn sóng mật độ. Nhưng nay, nhờ một phương pháp chụp ảnh nhiệt mới dựa trên tần số vô tuyến, các nhà khoa học tại MIT đã có thể theo dõi chuyển động nhiệt tinh khiết của các hạt fermion lithium-6 những hạt nhạy cảm với nhiệt độ.
Điều đáng nói là trong môi trường siêu lạnh này, không có bức xạ hồng ngoại như ở vật liệu nóng thông thường. Đó là lý do vì sao việc ghi lại chuyển động sóng nhiệt là một thách thức lớn và giờ đây, MIT đã làm được.
Phó giáo sư Richard Fletcher, đồng tác giả nghiên cứu, giải thích rằng: “Giống như bạn đun nóng một nửa bể nước. Nước trông tĩnh, nhưng bạn sẽ thấy nhiệt độ đột ngột tăng ở phía bên kia, rồi lại chuyển đổi ngược lại như có sóng nhiệt qua lại.”
Bước tiến cho vật lý lượng tử và hiểu biết về vũ trụ
Việc chụp được “âm thanh thứ hai” không chỉ là kỳ tích kỹ thuật. Nó còn mở ra cơ hội giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về siêu dẫn nhiệt độ cao lĩnh vực có tiềm năng tạo ra các công nghệ truyền tải điện không tổn hao năng lượng. Ngoài ra, nó cũng giúp khám phá bản chất vật lý sâu thẳm của sao neutron những vật thể siêu đặc có thể chứa chất lỏng lượng tử trong lõi của chúng.Dù hiện tượng này chưa liên quan trực tiếp đến đời sống hàng ngày, nhưng đối với vật lý hiện đại và thiên văn học, hiểu được cách nhiệt di chuyển trong các môi trường lượng tử là một bước tiến cực kỳ quan trọng. (popularmechanics)
