在常规材料中，热量通常从局部源向外扩散，最终消散。然而，在超流体量子气体的世界中，热量的传播方式却截然不同。麻省理工学院（MIT）的科学家们首次成功成像了热量在这种奇异流体中以波的形式传播的现象，这种现象被称为“第二声”。
超流体中的奇特热传播
在普通材料中，热量会从热源逐渐扩散。例如，将一块燃烧的煤放入水中，水温会缓慢上升，最终热量消散。然而，超流体量子气体中的热量传播却呈现出一种独特的“波动”模式。热量不是向外扩散，而是像波浪一样来回“涌动”。科学家将这种现象称为“第二声”，与普通声波通过密度波传播的“第一声”相对应。
MIT的创新成像技术
尽管“第二声”现象此前已被观察到，但科学家一直未能对其进行成像。MIT的研究团队通过开发一种新的热成像技术，成功捕捉到了这种纯热量的波动传播。该研究成果发表在《科学》杂志上。研究团队利用射频技术追踪一种名为“锂-6费米子”的亚原子粒子，这些粒子的频率会随温度变化而变化。通过这种方式，研究者能够精确追踪“第二声”波的传播。
超流体的形成与特性
超流体是在接近绝对零度（-459.67°F）的极低温条件下形成的。在这种状态下，原子表现出不同于常规的行为，形成一种几乎无摩擦的流体。在这种无摩擦状态下，热量被认为会像波一样传播。研究的主要作者马丁·兹维尔莱因表示：“第二声是超流体的标志性特征，但在极冷气体中，此前只能通过伴随的密度波动来间接观察到。热波的特征一直未能被直接证明。”
科学意义与应用前景
虽然超流体量子气体在日常生活中并不常见，但理解“第二声”的传播特性对材料科学和天文学具有重要意义。这一发现有助于解答关于高温超导体（尽管仍然处于极低温状态）以及中子星核心复杂物理现象的问题。MIT助理教授、合著者理查德·弗莱彻用沸水类比描述了“第二声”的奇特现象：“就像你有一桶水，把其中一半加热到接近沸腾。如果你观察，水本身可能看起来完全静止，但突然另一边变热，然后另一边又变热，热量来回波动，而水看起来却完全静止。”
通过这一突破性研究，科学家们不仅揭示了超流体中热量传播的独特机制，也为未来的材料科学和天体物理学研究提供了新的视角。
