Teraz wreszcie doszło do przełomu, za którym stoją przedstawiciele MIT i autorzy publikacji zamieszczonej na łamach Science. Sukces jest wielkiego kalibru, ponieważ bezpośrednia obserwacja drugiego dźwięku przez lata pozostawała poza zasięgiem fizyków. Taka sztuka udała się dopiero po tym, jak naukowcy wdrożyli nową strategię, która powinna znaleźć zastosowanie również w odniesieniu do badania wysokotemperaturowych nadprzewodników i gwiazd neutronowych.
Czytaj też: Oceany i morza ciemnieją. Niepokojące zjawisko zaczęło przyspieszać
Jak wyjaśniają autorzy wspomnianego artykułu, udało im się zarejestrować bezpośrednie obrazy ciepła zachowującego się jak dźwięk. Dokonali tego z wykorzystaniem schłodzonych atomów litu-6 znajdujących się w stanie nadciekłym. Zastosowana strategia polegająca na mapowania ciepła wykazała bez jakichkolwiek wątpliwości, że faktycznie przemieszcza się ono jak fala odbijająca się od otoczenia.
Zgłębianie sekretów drugiego dźwięku będzie istotne ze względu na możliwość zrozumienia tego, jak zachowuje się ciepło wewnątrz gwiazd neutronowych i nadprzewodników wysokotemperaturowych. Te pierwsze odgrywają istotną rolę w funkcjonowaniu wszechświata, podczas gdy drugie mogłyby zrewolucjonizować sposób funkcjonowania ludzkości ze względu na możliwość przesyłania energii bez najmniejszych strat.
Drugi dźwięk przewidziano już w 1938 roku, ale dopiero teraz fizycy weszli w posiadanie narzędzi, które pozwoliły zaobserwować go w świecie rzeczywistym
Richard Fletcher, który brał udział w ostatnich eksperymentach, wyjaśnia, że można to porównać do sytuacji, w której zbiornik z wodą zostaje doprowadzony blisko wrzenia, ale… woda wyglądałaby tak, jakby nic nadzwyczajnego się nie działo. W międzyczasie fale ciepła rozprzestrzeniałyby się z jednej strony na drugą. W normalnych okolicznościach wygląda to inaczej: ciepło rozchodzi się z lokalnego źródła, powoli zajmując kolejne części materiału i stopniowo zwiększając jego temperaturę.
W przypadku nadciekłości sprawy mają się zgoła inaczej, co stanowi konsekwencję sytuacji, w której chmury fermionów ulegają schłodzeniu do temperatur bliskich zeru absolutnemu. W taki okolicznościach łączą się one w pary i przemieszczają bez tarcia w całym materiale. Pozwala to zrozumieć, dlaczego ciepło – zamiast rozprzestrzeniać się poprzez ruchy cząstek w płynie – rozchodzi się tak, jak fala dźwiękowa. Potrzeba było ponad osiemdziesięciu lat, aby potwierdzić tę hipotezę w oparciu o rzeczywiste obserwacje.
Czytaj też: Energia jak ze Słońca już na Ziemi. Stellarator W7-X przeszedł samego siebie
Do śledzenia par fermionów fizykom posłużyły ich częstotliwości rezonansowe. Bardzo istotny pozostaje w tym kontekście fakt, że atomy litu-6 rezonują na różnych częstotliwościach radiowych wraz ze zmianami temperatur. Im wyższe są te ostatnie, tym wyższe stają się wspomniane częstotliwości. Skupiając się na częstotliwościach rezonansowych członkowie zespołu badawczego byli w stanie nadzorować ruch cząstek. Wielki sukces fizyków będzie teraz miał przełożenie na postępy w badaniach nad wszechświatem oraz materiałami stosowanymi na Ziemi.