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Zweiter Schall



Als zweiten Schall bezeichnet man ein quantenmechanisches Phänomen, bei dem in Suprafluiden Temperatur- bzw. Entropie-Wellen erzeugt werden können. Der Wärmetransport erfolgt hier nicht wie üblich durch Diffusion, sondern durch Temperatur-Pulse mit Wellencharakter. Der Name rührt daher, dass die beteiligten Phononen, deren Bewegung sich ohnehin wellenförmig fortpflanzt, beim Temperaturpuls zusätzlich in Dichtewellen auftreten. Daher könnte man auch vom Schall im Schall sprechen. Der Effekt wurde bisher lediglich bei 3He, 4He und 6Li jeweils unterhalb des Lambdapunktes beobachtet.

Helium II

Bei Temperaturen unterhalb von 2,1768 K besitzt 4He einen suprafluiden Zustand, zeigt eine nahezu ideale Wärmeleitung und wird als Helium II bezeichnet. Bei gegen den absoluten Temperaturnullpunkt (0 K) strebenden Temperaturen nimmt auch die Geschwindigkeit der neben herkömmlichen Schallwellen vorhandenen Temperatur- bzw. Entropie-Wellen zu. Diese können am besten in einem Resonator erzeugt und beobachtet werden. Dabei befindet sich das Helium in einem makroskopischen Quantenzustand. Bei einer Temperatur von 1,8 K bewegt sich eine Temperaturwelle mit etwa 20 m/s durch die Flüssigkeit.

Andere Elementenisotope

Bei 3He ist der zweite Schall unterhalb von 2,5 mK, bei 6Li ebenfalls nahe dem absoluten Nullpunkt zu beobachten. Suprafluidität wurde bei 6Li im April 2005 am MIT bei einer Temperatur von etwa 50 nK nachgewiesen[1].

Einzelnachweise

  1. NASA Meldung des Nachweises der Suprafluidität bei Lithium, 2006
 
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