คุณสมบัติทางเสียงของก๊าซเฟอร์มิออนที่เย็นมากได้รับการวัดด้านใดด้านหนึ่งของอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านของของเหลวยิ่งยวดในการทดลองที่ได้รับการอธิบายว่า “ใกล้สมบูรณ์” และ “สวยงาม” ผลลัพธ์อาจมีนัยสำคัญสำหรับการทำความเข้าใจทุกอย่างตั้งแต่ตัวนำยิ่งยวดไปจนถึงผลพวงของบิ๊กแบง สภาวะของไหลยวดยิ่งยวดเกิดขึ้นที่อุณหภูมิต่ำมากเมื่อโบซอน เช่น ฮีเลียม-4 ก่อตัวเป็นสถานะพื้น
ควอนตัมเดี่ยว
ที่มองเห็นด้วยตาเปล่า นอกจากความสามารถในการไหลไปเรื่อยๆ โดยไม่สูญเสียพลังงานจลน์แล้ว ซุปเปอร์ฟลูอิดยังสามารถปีนขึ้นเนินเหนือสิ่งกีดขวางเพื่อให้ได้พลังงานน้อยที่สุด เฟอร์มิออนบางชนิด เช่น ฮีเลียม-3 ยังสามารถก่อตัวเป็นของไหลยิ่งยวดได้ด้วยการจับคู่กันก่อนเพื่อสร้างโบซอน
ในฮีเลียม-3 ปฏิสัมพันธ์ระหว่างอะตอมค่อนข้างอ่อนแอ อย่างไรก็ตาม ปฏิกิริยาระหว่างก๊าซ อย่างรุนแรง ซึ่งค่าเฉลี่ยของเส้นทางอิสระของอนุภาคนั้นยาวกว่าระยะห่างระหว่างพวกมันเพียงเล็กน้อย ก็สามารถกลายเป็นของไหลยิ่งยวดได้เช่นกัน ระบบเหล่านี้แสดงคุณสมบัติที่แตกต่างอย่างชัดเจนจาก
ของไหลยิ่งยวดฮีเลียม-3 และไม่สามารถอธิบายได้ด้วยทฤษฎีมาตรฐานของของไหลยิ่งยวดที่พัฒนาโดยนักฟิสิกส์โซเวียตและผู้ได้รับรางวัลโนเบล มีประโยชน์อย่างยิ่งแม้จะมีปฏิกิริยารุนแรง แต่ของไหลยิ่งยวดเหล่านี้มีความหนืดต่ำกว่าฮีเลียม-3 “กระบวนทัศน์ของ ไม่ได้ผล” กล่าว อย่างไรก็ตาม
การค้นหาทฤษฎีที่เป็นเช่นนั้นอาจมีประโยชน์อย่างมากเนื่องจากก๊าซ Fermi ที่มีปฏิสัมพันธ์อย่างรุนแรงนั้นแพร่หลายในวิชาฟิสิกส์ “ยกตัวอย่าง ตัวนำยิ่งยวดแบบ ที่มีอุณหภูมิสูง ซึ่งอิเล็กตรอนมีปฏิกิริยารุนแรงมาก” “ความต้านทานของวัสดุเหล่านี้คำนวณได้ยากหรือเป็นไปไม่ได้ในทางทฤษฎี
เราไม่เข้าใจวัสดุเหล่านี้”วิธีหนึ่งในการตรวจสอบเนื้อหาที่ไม่คุ้นเคย อธิบายคือการแตะและฟังคลื่นเสียงที่เกิดขึ้น “เป็นเรื่องตลก ที่สิ่งนี้ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน” เขากล่าว “เพราะเป็นเวลา 25 ปีแล้วที่เราได้ใช้กับดักเลเซอร์แบบโฟกัสที่จับกับอะตอม ทำให้เกิดซุปที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งมีความหนาแน่นสูง
ตรงกลาง
และมีความหนาแน่นต่ำที่ขอบ มันไม่ดีเลยสำหรับการทดลองแบบนี้”ในการวิจัยใหม่ และเพื่อนร่วมงานได้สร้าง “กับดักกล่อง” โดยใช้ลำแสงเลเซอร์สามลำ “เราเปลี่ยนรูปร่างของแสง โดยคร่าว ๆ เป็นรูปกระป๋องโค้ก และเนื่องจากแสงนี้น่ารังเกียจ เมื่อใดก็ตามที่อะตอมกระทบผนัง พวกมันก็จะสะท้อนกลับ
เข้าไปในกล่อง” เขากล่าวขั้นแรก นักวิจัยวัดความเร็วที่คลื่นอะคูสติกต่างๆ แพร่กระจายผ่านก๊าซทั้งในสภาวะปกติและสภาวะของเหลวยิ่งยวดโดยการปรับความเข้มของเลเซอร์ดักจับตัวใดตัวหนึ่ง พวกเขาพบว่าเสียงเดินทางด้วยความเร็วใกล้เคียงกันโดยประมาณ และด้วยการกระจายที่เท่ากัน
โดยไม่คำนึงถึงสถานะของวัสดุ การวัดช่วยให้พวกเขาสามารถทำนายความเร็วของเสียงในดาวนิวตรอนได้ ซึ่งเชื่อกันว่าประกอบด้วยแก๊สเฟอร์มีที่มีปฏิสัมพันธ์รุนแรง แม้ว่าจะมีความหนาแน่นสูงกว่า 25 ลำดับความสำคัญก็ตาม“ปริมาณแรงเสียดทานระดับควอนตัม”ต่อไป นักวิจัยวัดการแพร่กระจายของวัสดุ
หรือการดูดซับคลื่นเสียงได้ดีเพียงใด ปริมาณนี้ซึ่งไม่เคยมีการวัดมาก่อนในก๊าซ ที่มีปฏิสัมพันธ์อย่างรุนแรง ให้ข้อมูลที่สำคัญเกี่ยวกับวัสดุ: “การแพร่กระจายของเสียงทั้งหมดมีสององค์ประกอบ” “ความหนืดและการนำความร้อน” เป็นอีกครั้งที่นักวิจัยพบว่าไม่มีความต่อเนื่องอย่างมากในการแพร่กระจาย
ของเสียง
ที่การเปลี่ยนผ่านของไหลยิ่งยวด แต่มันไปถึงปริมาณต่ำสุดที่อนุญาต: “แม้แต่ในของไหลยิ่งยวด คุณก็ยังมีแรงเสียดทานในระดับควอนตัม” “นั่นคือ เป็นสิ่งที่ฉันไม่คิดว่าแม้แต่ผู้เชี่ยวชาญหลายคนในสาขาของฉันก็ตระหนัก”ขณะนี้ทีมงานมีเป้าหมายที่จะวัดค่าการนำความร้อนของวัสดุโดยตรง
รวมทั้งมองหาปรากฏการณ์ที่แปลกประหลาดที่เรียกว่า “เสียงที่สอง” ซึ่งเกิดขึ้นเฉพาะในเฟสของไหลยิ่งยวดเท่านั้น ยิ่งไปกว่านั้น พวกเขาคาดการณ์ว่าผลลัพธ์ของพวกมันอาจให้พื้นที่ที่อุดมสมบูรณ์ ไม่เพียงแต่สำหรับผู้ที่ศึกษาตัวนำยิ่งยวดที่มีอุณหภูมิสูงและดาวนิวตรอนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงนักจักรวาล
แห่งมหาวิทยาลัยโตรอนโตในแคนาดายกย่องคุณภาพของการทดลองว่า “เป็นสถานที่สำหรับทดสอบนวัตกรรมใหม่ๆ ทางทฤษฎี” เขากล่าว “คุณไม่สามารถซ่อนตัวอยู่เบื้องหลังการทดลองที่ยุ่งเหยิงหรือความไม่สมบูรณ์ได้ เพราะ การทดลองใกล้จะสมบูรณ์แบบแล้ว… คุณต้องได้จำนวนที่ถูกต้อง
มีการเขียนมากมายเกี่ยวกับ ความขาดแคลนของคนผิวดำที่มีระดับปริญญาตรีและปริญญาเอกในสาขาฟิสิกส์ เป็นเรื่องที่น่ายินดีที่ความตระหนักในประเด็นนี้แพร่หลายมากขึ้น และมหาวิทยาลัยหลายแห่งกำลังจัดทำแผนปฏิบัติการเพื่อแก้ไขสถานการณ์ ฉันเชื่อว่าการให้คำปรึกษาและการลงทุน
ในผู้คนจะช่วยเปลี่ยนกระแสให้กับนักเรียนผิวดำจำนวนมากที่ศึกษาต่อในระดับฟิสิกส์ ยิ่งกว่านั้น การรวมตัวกันรอบด้านฟิสิกส์ กำแพงวัฒนธรรมและการแบ่งแยกสามารถพังทลายลงได้ เราควรน้อมรับความสนใจทางฟิสิกส์ที่มีร่วมกันเพื่อทำงานผ่านและเข้าใจความแตกต่างของเราให้ดียิ่งขึ้น
ตามตัวเลขแล้ว นักฟิสิกส์ผิวดำในปัจจุบันคือผู้บุกเบิก ซึ่งมีไม่กี่คนที่เดินบนเส้นทางปัจจุบันของเรา เป็นหน้าที่ของพวกเราทุกคนที่จะต้องเปิดทางให้ผู้คนจากทุกภูมิหลังปฏิบัติตามหากทฤษฎีของคุณถูกต้อง”วิทยาด้วย นี่เป็นเพราะเสี้ยววินาทีหลังจากบิกแบง เอกภพถูกคิดว่าประกอบด้วย ความไวต่อการวัด
หรือการก่อกวนอย่างแม่นยำนี้เองที่ทำให้นักวิจัยสามารถสร้างเซ็นเซอร์ควอนตัมที่มีความไวมากกว่าแบบคลาสสิก พลาสมาควาร์ก-กลูออนที่มีปฏิสัมพันธ์อย่างรุนแรง: “ปรากฎว่าผู้คนทำนายการแพร่กระจายที่คล้ายกันมากกับสิ่งที่เรามี ถ้าคุณแทนที่มวลที่เรามีด้วยพลังงาน ในพลาสมาของควาร์ก-กลูออน”
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
