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超流体模拟中子星声音

admin2020-12-1159

2020-12-11 11:28 光明网

超流体模拟中子星声音 第1张

物理学家通过超流体发送声波。图片泉源:Christine Daniloff/MIT

没有人能听到中子星发出的声音,但科学家可能已经缔造出了一种退而求其次的设施。

美国麻省理工学院Martin Zwierlein向导的研究小组通过一种被称为完善流体的超流体(一种摩擦力最小的气体)来谛听声音。虽然条件完全差别,但Zwierlein示意,这个实验可以用来盘算中子星内部的共振频率。

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理论研究解释,中子星的焦点含有由费米子组成的强相互作用物质,费米子是一种由被称为自旋的量子特征界说的粒子。当费米子更先强烈相互作用时,它们显示得更像一种完善流体。

Zwierlein团队更先行使行为类似费米子的锂—6原子的气体制造完善流体。这些原子被群集在一个周围有激光壁的盒状小空间中。研究人员随后通过这种气体发射了数千个频率越来越高的声波。振动只有在一个特定的频率,即共振频率时,才会在气体中流传。

Zwierlein说,共振质量显示了流体的黏度,或者声音的扩散率。“若是一种流体黏度很低,它就能发生强烈的声波,若是以适当的频率撞击,声音会异常大。若是它是一种黏度很大的液体,那么就无法发生好的共振。”

通过研究气体中的共振,Zwierlein团队发现,该气体具有量子力学所允许的更低黏度,这意味着它是一种完善流体。研究小组希望他们的流体可用来模拟其他更庞大的流体,好比中子星的焦点。

“只管天体物理环境异常差别,但实验室量子系统的研究可以启发我们若何改善中子星模子。”西班牙巴塞罗那空间科学研究所中子星研究专家Vanessa Graber说,“该实验对于更好地明白中子星的响应行为异常重要。”(文乐乐)

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