Не хотелось бы расстраивать перфекционистов, но нет ничего идеального. У всего есть неточности, изъяны и погрешности. Достижение идеала это процесс, которому нет конца, в чем и заключается его прелесть. Однако наука готова оспорить это философское утверждение. Ученые из Массачусетского технологического института (Кембридж, США) создали в лабораторных условиях идеальную жидкость, состоящую из сильно взаимодействующих фермионов, и пропустили через нее звуковые волны, чтобы оценить ее свойства и характеристики.

Что потребовалось, чтобы создать идеал, что показали опыты со звуком, и как новообретенные знания применить на практике? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Основа исследования

Первую скрипку в данном труде играет Ферми-газ, который состоит из частиц, имеющих малую массу и высокую концентрацию. А вот фермионы это частица или квазичастица с полуцелым значением спина. Понимание фермионов, а также процессов протекающих в средах, состоящих из них, имеет большое значение для понимания самых разных явлений и систем: от двухслойного графена до спиралей двойных нейтронных звезд и структуры ранней Вселенной.

Одним из основных аспектов в понимании фермионов является перенос частиц. К примеру, для гидродинамического потока перенос регулируется диффузией, которая способствует уменьшению пространственных изменений глобально сохраняемых величин, таких как импульс, энергия, заряд или спин, со скоростью, определяемой соответствующим коэффициентом диффузии.

Ярким примером тому является затухание звука в жидкостях, где модуляция плотности тока и температуры вызывает диффузию количества движения (импульса) и тепла, что приводит к ослаблению звука со скоростью, определяемой коэффициентом диффузии звука (D). Оценка величины и температурной зависимости коэффициента диффузии звука позволяет лучше понять саму среду, где протекают все эти процессы.