研究人员捕捉到了 “完美流体”状的声音

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  麻省理工学院的科学家宣布,他们已经记录了 "完美流体"状态的声音。这种声音很重要,因为所谓的 "完美流体"的声音可以帮助研究人员研究中子星和其他强相互作用流体的粘度。在物理学中,完美流动指的是量子力学定律所允许的以最小的摩擦力或粘度流动的流体。科学家们承认,完美流体行为在自然界中是罕见的,但他们相信它发生在中子星的内部和早期宇宙的等离子体内部。麻省理工学院的科学家们能够记录下这种声音,并指出它是团队通过一种被称为费米子的基本粒子的精心控制的气体发出声波的产物。

  录音中听到的音调是气体像拨动的琴弦一样产生共振的特定频率。数以千计穿越气体的声波被用来测量 "声音扩散",也就是声音在气体中消散的速度。声音消散的速度与材料的粘度或内摩擦力直接相关。研究小组发现,流体的声音扩散非常低,以至于可以用一个 "量子"摩擦量来描述,这个摩擦量由一个被称为普朗克常数的自然界常数和流体中单个费米子的质量给出。

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  该值证实了强相互作用费米子气体表现为一种完美的流体,在自然界中具有普遍性。科学家们说,他们现在可以用这种流体作为其他更复杂的完美流体的模型来估计早期宇宙中等离子体的粘度。该模型还可以用来估计中子星内部的量子摩擦。这两者都是原本无法计算的特性。

  麻省理工学院物理学教授托马斯-弗兰克(Thomas A. Frank)表示,虽然听到中子星的声音很困难,但可以在实验室里用原子来模拟以让研究人员知道中子星的声音。研究人员使用的气体和实际在中子星内部发现的气体在大小和声音传播速度上都是不同的。然而,粗略的计算表明,恒星的共振频率将与实验室中使用的气体的共振频率相似,并且可以听得到。

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