Après un siècle de mystère, les scientifiques capturent enfin en image le phénomène du “second sound”

C’est une première mondiale qui pourrait bien révolutionner notre compréhension de la chaleur, des supraconducteurs… et même des étoiles à neutrons. 

ÉCRIT PAR : @radiosiskofm

On ne pouvait pas le voir… jusqu’à aujourd’hui – des scientifiques découvrent l’existence du “second sound” / Photo : El Adelantado

Après plus d’un siècle de théories et de tentatives expérimentales, des chercheurs du MIT sont parvenus à capturer pour la toute première fois une image nette de ce que l’on appelle le “second sound” – une onde thermique aussi étrange que fascinante, jusqu’alors invisible.

Contrairement à ce que son nom pourrait laisser croire, le “second sound” n’est pas un son au sens classique, mais une onde thermique. Dans certains matériaux refroidis à l’extrême – notamment les superfluides – la chaleur ne se diffuse pas comme d’habitude, elle “vibre” et “oscille”, tel un véritable signal acoustique.

Cette découverte, rapportée dans la revue Science, a été rendue possible grâce à une technique inédite, l’utilisation de fréquences radio pour observer les minuscules variations de température dans un gaz de lithium-6 superfluide, refroidi à quelques millionièmes de degré au-dessus du zéro absolu.

«C’est un peu comme si la chaleur se mettait à marcher au pas», explique Martin Zwierlein, physicien au MIT et coauteur de l’étude. «C’est un phénomène purement quantique.»

Le “first sound”, représenté dans une animation simple, correspond au son classique : des ondes de densité où le fluide normal et le superfluide oscillent ensemble. Le “second sound”, lui, représente un mouvement de chaleur : le fluide normal et le superfluide “s’entrechoquent” en sens inverse, sans modifier la densité globale.

Théorisé dès la fin des années 1930 par le physicien Lev Landau, le second sound avait bien été détecté de manière indirecte dans des liquides superfluides (comme l’hélium-II) ou certains solides cristallins. Mais jamais, jusqu’à aujourd’hui, les scientifiques n’avaient réussi à le voir littéralement en action.

Grâce à la précision des capteurs thermiques et à un système d’imagerie par absorption de lumière piloté par radiofréquence, le MIT a offert au monde un cliché inédit d’un phénomène jusqu’alors presque mythique.