اكتشاف مثير: الفيزيائيون يؤكدون وجود "الصوت الثاني"

التكنولوجيا اليومية

27/05/2025

في دراسة جديدة، أكد الباحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) وجود ظاهرة غريبة تُعرف باسم "الصوت الثاني"، حيث يمكن أن تنتقل الحرارة في شكل موجات بدلاً من الانتشار التقليدي. هذه الظاهرة، التي تم اكتشافها في غاز كمي فائق، تفتح آفاقًا جديدة لفهم حالات المادة الغريبة.

النقاط الرئيسية

الصوت الثاني هو حركة حرارية تشبه الموجات، وليس الانتشار التقليدي.
تم اكتشاف الصوت الثاني في سوائل فائقة مثل الهيليوم-4 عند درجات حرارة منخفضة.
يمكن أن يساعد فهم الصوت الثاني في تحسين تقنيات مثل الموصلات الفائقة.
تشير النتائج إلى أن الصوت الثاني قد يكون له تطبيقات في دراسة النجوم النيوترونية.

فهم "الصوت الثاني"

تعتبر ظاهرة "الصوت الثاني" حالة فريدة حيث تتحرك الحرارة مثل الموجات، بدلاً من الانتشار البطيء. في الأنظمة الفائقة البرودة أو المرتبة بشكل كبير، مثل بعض البلورات أو السوائل الكمية، تكشف هذه الظاهرة عن جانب مختلف تمامًا لكيفية انتقال الطاقة.

السوائل الفائقة والفيزياء المتطرفة

السائل الفائق هو سائل خاص يتحرك بدون لزوجة. في الهيليوم-4، يظهر هذا السلوك عند درجات حرارة أقل من -456 درجة فهرنهايت (-271 درجة مئوية). عندما يكون السائل فائقًا وعاديًا، يمكن أن يظهر الاحتكاك بين الشكلين، مما يؤدي إلى تكوين هياكل دوامية في السائل الفائق.

أهمية الصوت الثاني

اختبر الباحثون الصوت الثاني في الهيليوم لمعرفة ما إذا كانت نفس الفكرة الموجية تظهر في مواد غريبة أخرى. اكتشاف نمط في الهيليوم الفائق قد يساعد في تفسير الإشارات في التجارب الفيزيائية المتقدمة.

أدوات قياس الصوت الثاني

استخدم الباحثون تجارب جديدة لمراقبة نبضات الحرارة وهي تتنقل عبر السائل. من خلال التقاط تلك الحركة، تمكنوا من فصل انتشار الحرارة العادي عن الموجة الحرارية التي لم تهدأ أبدًا.

رؤى من الاضطراب

تشير الدراسات السابقة إلى أن الخطوط الدوامية، التي هي نوى دوامية صغيرة في السائل الفائق، تلعب دورًا رئيسيًا في حركة الحرارة. النتائج الجديدة تشير إلى أن الحركة الكبيرة والدوران تشكل تسلسلًا يحدد متى يتحول التوصيل الحراري العادي إلى موجة متحركة.

الصوت الثاني والتكنولوجيا المستقبلية

إذا ارتبطت أفكار الصوت الثاني بالموصلات الفائقة، فقد نحسن خطوط الطاقة في المستقبل. كما يمكن أن تُستخدم تقنيات التبريد المعتمدة على الموجات في المختبرات. على نطاق كوني، قد تشير العلاقة بين ميزات السائل الفائق وداخل النجوم النيوترونية إلى كيفية فقدان هذه النجوم للطاقة.

في الختام، على الرغم من أن الحرارة عادةً ما تنتشر حتى تموت، فإن ظاهرة الصوت الثاني تتحدى هذا المفهوم. يستكشف العلماء الآن كيف يمكن أن تدفع نبضات الحرارة في السوائل الكمية وحتى في الأجسام الكونية فيزياء جديدة.

04-11-2025

الاتجاهات الرئيسية للهواتف الذكية التي تشكل الجيل القادم