• Physique: pour la première fois dans un gaz quantique, des ondes de chaleur, similaires aux ondes sonores, ont été observées!____¤201306

     

    Une étude, dont les résultats ont été publiés dans Nature letter, rapporte que, pour la première fois dans un gaz quantique, des ondes de chaleur similaires aux ondes sonores, ou «second son», ont été observées.

     

    Les atomes d'un gaz, suffisamment refroidis, forment des états quantiques liés de taille macroscopiques, devenant des gaz quantiques classés en deux catégories: les gaz quantiques bosoniques, constitués d’atomes de spin entier et les gaz quantiques fermioniques, constitués d’atomes de spin demi-entier.

     

     

    Observé jusqu’à présent, seulement dans l’hélium superfluide, le «second son», onde de chaleur similaire à une onde sonore se propage lorsque la viscosité du fluide disparaît, car cet état superfluide permet de «conduire la chaleur avec une extrême efficacité par l’intermédiaire d’une onde de chaleur particulière, et non par diffusion comme dans le cas d'un gaz classique».

     

    C'est un gaz fermionique ultrafroid, élaboré à partir d’un mélange de l'ordre 300 000 atomes de lithium 6, placés dans les deux états de spin de plus basse énergie, qui a servi de base à l'expérience. Refroidi jusqu'à ce qu'une zone superfluide se forme en son sein, une impulsion laser modulée de 4,5 millisecondes a été tout d'abord envoyée dans celle-ci, se propageant «dans le nuage d’atomes sous la forme d’une onde de chaleur, qui se manifeste par une baisse de la densité atomique sans que la pression varie (onde isobare)». Ensuite, l'extinction brusque du faisceau laser pour faire varier la pression photonique, a permis la propagation d'une zone de surdensité atomique, sans transfert thermique (onde adiabatique), c'est-à-dire d'un son.

     

    Les vitesses de propagation mesurées de ces deux types d'ondes dans le gaz atomique superfluide se sont avérées conformes à celles prévues par la théorie que le physicien russe Lev Landau a élaborée en 1941.

     

     


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