Съвместно изследване на Лондонския университет „Кралица Мери“, Кеймбриджкия университет и Института по физика на високото налягане в Троицка откри максималната възможна скорост на звука.
Резултатът е около 36 км в секунда - около два пъти скоростта на звука в диаманта, най-твърдият известен материал в света.
Вълните, като звукови вълни или светлинни вълни, са смущения, които преместват енергия от едно място на друго. Звуковите вълни могат да се движат през различни среди, като въздух или вода, и да се движат с различни скорости в зависимост от това, през което преминават. Например, те пътуват много по-бързо през твърди вещества, отколкото през течности или газове, така че можете да чуете приближаващ влак много по-бързо, ако слушате звука, пътуващ по релсите, отколкото във въздуха.
Специалната теория на относителността на Айнщайн поставя абсолютна граница на скоростта, с която може да се движи една вълна, която е равна на скоростта на светлината и равна на приблизително 300 000 км в секунда. Досега обаче не беше известно дали звуковите вълни имат горна граница на скоростта, когато преминават през твърди вещества или течности.
Изследването е публикувано в списание Science Advances, показва, че прогнозирането на горната граница на скоростта на звука зависи от две безразмерни основни константи: постоянната фина структура и съотношението на масата на протона към електрона.
Учените тестваха своята теоретична прогноза върху широк спектър от материали и се обърнаха към една конкретна прогноза на тяхната теория, която е, че скоростта на звука трябва да намалява с атомната маса. Това пророчество предполага, че звукът е най-бърз в твърдия атомен водород. Водородът обаче е твърдо вещество с много високо налягане, надвишаващо 1 милион атмосфери, налягане, сравнимо с това в ядрото на газови гиганти като Юпитер. При тези налягания водородът се превръща в странно метално твърдо вещество, което провежда електричество по абсолютно същия начин като медта и се предполага, че е свръхпроводник при стайна температура. Така че изследователите извършиха най-съвременните квантово-механични изчисления, за да тестват тази прогноза и установиха, че скоростта на звука в твърдия атомен водород е близо до теоретичната фундаментална граница.
Професор Крис Пикард, професор по материалознание в университета в Кеймбридж, каза: „Звуковите вълни в твърди тела са много важни в много области на науката. Например, сеизмолозите използват звукови вълни, причинени от земетресения дълбоко в Земята, за да разберат природата на сеизмичните ефекти, събитията и свойствата на състава на Земята. Те също представляват интерес за учените по материали, тъй като звуковите вълни са свързани с важни еластични свойства, включително способността да издържат натоварвания."
Прочетете също:
- Американските военни кучета ще получат очила с добавена реалност
- Дисплеите на смартфоните на бъдещето може да са направени от прозрачно дърво