Si pudieras sumergirte en un fluido cuántico, escucharías dos veces cada evento, porque soportan dos ondas sonoras con velocidades diferentes.

Los investigadores en su experimento se dieron cuenta de esta notable propiedad por primera vez en un gas cuántico tridimensional, en lugar de un líquido cuántico. Lograron este resultado al enfriar un gas de átomos de potasio atrapados por rayos láser en ultra alto vacío a menos de una millonésima de grado por encima de la temperatura cero absoluta, donde forma parcialmente un condensado de Bose-Einstein. Por lo general, interactúan débilmente, pero en su experimento, aumentan tanto la interacción que el gas se vuelve hidrodinámico. Excitan ondas estacionarias a diferentes frecuencias y observan dos resonancias de los llamados primer y segundo sonido.

Este efecto está bien estudiado en líquidos cuánticos como el helio superfluido, pero la compresibilidad de su gas Bose es tan grande como la del aire, por lo que sigue siendo un gas, no un líquido. Sorprendentemente, el famoso modelo de dos fluidos de Landau, una teoría desarrollada para el helio superfluido en la década de 1940, todavía describe su pozo de gas superfluido. En su sistema, los dos fluidos consisten principalmente en las partes condensada y no condensada del gas, respectivamente. Resuelven experimentalmente el movimiento relativo de las dos partes, que oscilan juntas en el primer sonido clásico pero se mueven de forma opuesta en el segundo sonido. La descripción teórica microscópica de su gas es mucho más simple que la de un líquido, lo que promete nuevos conocimientos sobre la comprensión de la hidrodinámica cuántica.

El trabajo de investigación se publica en Physical Review Letters . + Explora más

Ondas de sonido inusuales descubiertas en líquidos cuánticos