注册 量子液体中的声波，究竟是怎样特殊的存在？

普通声波可以在所有液体中传播，使液体中的分子按一定的时间间隔进行压缩。现在物理学家已经在理论上证明，不同于一般液体只支持一种声波传播的是，在一维量子液体中可以同时传播两种声波。这两种波的运动速度几乎相同，而且它们都是密度波和温度波的组合。

阿贡国家实验室的Konstantin Matveev和西雅图华盛顿大学的 Anton Andreev最近在《物理评论快报》上发表了一篇关于量子液体中的混合声波的论文。

Matveev说:“一维液体具有迷人的量子性质，这是近几十年来物理学家们一直所关注的领域。”他说，“而令人惊讶的是，即使是像声音传播这样一种基本的现象，在这些液体中也很不寻常。这表明即使是流体最基本的性质也会受到其量子性质的强烈影响。”

虽然一般流体通常只能支持一种声波(密度波)传播，但液氦是一个例外。作为一种超流体，液氦可以在没有摩擦力的情况下流动，这使它具有了一些如能够沿着容器的边缘流动等独特的性质。与一般流体不同，超流体氦能够支持两种声波传播——密度波和温度波——它们以不同的速度传播。

正如物理学家所描述的，一维量子流体在某些方面类似于超流体氦，因为这两种流体都支持两种声波传播。然而，它们在其他方面是截然不同的：超流体氦中一种声波是密度波，另一种声波是温度波，而一维量子流体中的两种声波分别结合了密度波和温度波的特征。一维量子液体中声波的这种混合性质与包括液氦在内的其他液体中的声波的性质都是不同的。此外，科学家们还发现，这两种混合声波的传播速度几乎相等，而速度的快慢取决于流体的温度。

在未来，物理学家期望这些混合声波可以在长量子线或原子势阱这些一维量子液体已知存在的系统中被实验证实。

编译：瑞夏雨 审稿：Devin

责编：南熙