Les ondes sonores ordinaires (petites oscillations de densité) peuvent se propager dans tous les fluides, provoquant la compression des molécules dans le fluide à intervalles réguliers. Maintenant, les physiciens ont théoriquement montré que dans les fluides quantiques à une dimension, pas un, mais deux types d'ondes sonores peuvent se propager. Les deux types de vagues se déplacent à peu près à la même vitesse, mais sont des combinaisons d'ondes de densité et d'ondes de température.

Les physiciens, Konstantin Matveev au Laboratoire national d'Argonne et Anton Andreev à l'Université de Washington, Seattle, ont publié un article sur les ondes sonores hybrides dans les liquides quantiques dans un récent numéro de Lettres d'examen physique .

"Les liquides unidimensionnels ont des propriétés quantiques fascinantes qui ont été étudiées par les physiciens depuis des décennies, " Matveev a dit Phys.org . "Assez surprenant, nous avons pu montrer que même un phénomène aussi essentiellement classique que le son est aussi très inhabituel dans ces liquides. Notre travail implique que même les propriétés classiques les plus simples d'un fluide peuvent être fortement affectées par sa nature quantique."

Bien que les fluides classiques ne supportent généralement qu'un seul type d'onde sonore (une onde de densité), une exception est l'hélium liquide. En tant que superfluide, l'hélium liquide peut s'écouler sans friction, ce qui lui donne la possibilité de remonter les parois de son contenant, parmi d'autres propriétés inhabituelles. Contrairement aux fluides classiques, l'hélium superfluide supporte deux types d'ondes sonores, une onde de densité et une onde de température, qui se propagent à des vitesses différentes.

Comme l'expliquent les physiciens, à certains égards, les fluides quantiques unidimensionnels sont similaires à l'hélium superfluide, car les deux fluides supportent deux types d'ondes sonores. D'autres manières, cependant, ils sont assez différents :au lieu qu'une onde sonore soit une onde de densité et l'autre onde sonore soit une onde de température, les deux ondes sonores combinent chacune les caractéristiques des ondes de densité et de température. Cette nature hybride des ondes sonores dans les liquides quantiques unidimensionnels est différente de la nature des ondes sonores dans tout autre fluide, y compris l'hélium liquide. En outre, les scientifiques ont montré que les deux ondes sonores hybrides se propagent à des vitesses presque égales, avec la différence de vitesse en fonction de la température.

À l'avenir, les physiciens s'attendent à ce que ces ondes sonores hybrides puissent être démontrées expérimentalement dans de longs fils quantiques ou des pièges atomiques, dans lequel des liquides quantiques unidimensionnels sont connus pour exister.

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