Ce phénomène inattendu, appelé second son, est une onde thermique qui se propage à une vitesse surprenante de 19 mètres par seconde dans l'hélium superfluide. Les ondes sonores, provoquées par la dilatation thermique, peuvent être entendues sous la forme d'un léger sifflement dans un enregistrement réalisé par les chercheurs.

La recherche, publiée dans la revue Nature Physics, a été menée par des physiciens de l’Université du Maryland et constitue une avancée significative dans la compréhension du comportement des superfluides et de la manière dont ils peuvent se déplacer comme des vagues.

"C'est la première fois que quelqu'un est capable de capturer les bruits de chaleur se déplaçant dans un superfluide, et c'est un phénomène vraiment magnifique", a déclaré Matthew S. Turner, doctorant au Département de physique et au Joint Quantum Institute, qui a dirigé l’étude.

"Les superfluides sont souvent décrits comme étant une "soupe quantique", c'était donc surprenant et excitant de les entendre chanter."

Pendant plusieurs décennies, les scientifiques savaient que les superfluides avaient deux ondes sonores ou excitations – l’onde sonore normale et le deuxième son – mais il n’avait jamais été possible de les entendre. En effet, la fréquence du deuxième son était trop élevée pour que l’audition humaine puisse la détecter directement.

Les chercheurs ont réussi à surmonter ce défi en utilisant un résonateur spécial pour amplifier les ondes sonores et les transformer en ondes de pression à basse fréquence pouvant être capturées avec un microphone sensible.

"Les secondes ondes sonores étaient si faibles qu'elles étaient à peine audibles. Mais en les amplifiant, nous avons pu les entendre clairement", a déclaré Andrei Kapustin, professeur de physique à l'Université du Maryland et directeur du Joint Quantum Institute.

"Cette avancée est très intéressante, car elle ouvre de nouvelles possibilités pour étudier les propriétés des superfluides et autres liquides quantiques."

L'équipe de physiciens, dont Turner et Kapustin, envisagent désormais d'utiliser cette technique pour étudier le comportement du second son dans différents types de matériaux et comment il peut être utilisé pour créer de nouveaux types de dispositifs, tels que des capteurs ultra-sensibles et des capteurs quantiques. ordinateurs.

La recherche a été soutenue par la National Science Foundation, le Army Research Office et la Fondation Alfred P. Sloan.