Новое открытие физиков: тепло может двигаться как волна

Исследователи из Массачусетского технологического института разработали новый метод термографии, позволивший впервые в истории визуально зафиксировать явление «второго звука» в сверхтекучем квантовом газе. Результаты исследования опубликованы в журнале Science 30 августа 2025 года.

«Второй звук» представляет собой необычный способ распространения тепла в виде волны, а не путём обычной диффузии. В отличие от стандартного процесса теплопередачи, когда тепло постепенно рассеивается от источника, в сверхтекучих квантовых газах тепловая энергия перемещается волнообразно, «перекачиваясь» из одной области в другую.

Для наблюдения этого явления команда под руководством Мартина Цвирляйна разработала специальную методику, использующую радиочастоты для отслеживания субатомных частиц «фермионов лития-6». Поскольку ультрахолодные объекты не излучают обычное инфракрасное излучение, учёные отслеживали изменения частот, соответствующих различным температурам частиц.

Сверхтекучие жидкости образуются при охлаждении облака атомов до температур, близких к абсолютному нулю (−459,67 °F). В этом состоянии атомы формируют жидкость практически без трения, что создаёт условия для возникновения «второго звука».

Доцент MIT Ричард Флетчер, соавтор исследования, описал это явление как процесс, при котором тепло перемещается между разными частями жидкости, в то время как сама жидкость остаётся визуально неподвижной.

Это открытие имеет значительные перспективы для понимания физики высокотемпературных сверхпроводников и процессов, происходящих в нейтронных звёздах, где могут существовать подобные квантовые состояния материи.