O echipă de cercetare de la Universitatea Queen Mary din Londra, împreună cu Universitatea din Cambridge și Institutul de Fizică din Troitsk au descoperit cea mai mare viteză a sunetului posibilă.

Rezultatul fiind aproximativ 36 km pe secundă, este de aproximativ două ori mai rapid decât viteza sunetului din diamant, cel mai dens material cunoscut din lume.

Undele, cum ar fi cele sonore sau undele luminoase, sunt perturbări care mută energia dintr-un loc în altul. Undele sonore pot călători prin diferite medii, cum ar fi aerul sau apa, și se pot deplasa la viteze diferite, în funcție de ceea ce traversează. De exemplu, se deplasează prin solide mult mai repede decât s-ar întâmpla prin lichide sau gaze, motiv pentru care sunteți capabil să auziți un tren care se apropie mult mai repede dacă ascultați sunetul care se propagă pe calea ferată, decât prin aer.

Teoria relativității speciale a lui Einstein stabilește limita de viteză absolută la care poate circula o undă, care este viteza luminii și este egală cu aproximativ 300.000 km pe secundă. Cu toate acestea, până acum nu se știa dacă undele sonore au, de asemenea, o limită superioară de viteză atunci când călătoresc prin solide sau lichide. Studiul, publicat în revista Science Advances, arată că prezicerea limitei superioare a vitezei sunetului depinde de două constante fundamentale adimensionale: constanta structurii fine și raportul de masă proton-electron.

Se știe deja că aceste două numere joacă un rol important în înțelegerea Universului nostru. Valorile lor ajustate minuțios guvernează reacțiile nucleare, cum ar fi degradarea protonilor și sinteza nucleară în stele, iar echilibrul dintre cele două numere oferă o „zonă locuibilă” îngustă în care se pot forma stele, planete și pot apărea structuri moleculare care susțin viața. Cu toate acestea, noile descoperiri sugerează că aceste două constante fundamentale pot influența și alte domenii științifice, cum ar fi știința materialelor și fizica materiei condensate, prin stabilirea limitelor proprietăților materiale specifice, cum ar fi viteza sunetului.

CITEȘTE:  Echipajul nou ajunge la Stația Spațială în timp record

Oamenii de știință și-au testat predicția teoretică pe o gamă largă de materiale și au abordat o teorie specifică conform căreia viteza sunetului ar trebui să scadă odată cu masa atomului. Această abordare implică faptul că sunetul este cel mai rapid în hidrogenul atomic solid. Cu toate acestea, hidrogenul este un solid atomic la o presiune foarte mare numai peste 1 milion de atmosfere, presiune comparabilă cu cele din nucleul giganților gazoși precum Jupiter. La aceste presiuni, hidrogenul devine un solid metalic fascinant care conduce electricitatea la fel ca cuprul și se prezice a fi un supraconductor la temperatura camerei. Prin urmare, cercetătorii au efectuat calcule mecanice cuantice pentru a testa această predicție și au descoperit că viteza sunetului în hidrogenul atomic solid este aproape de limita teoretică fundamentală.

Profesorul Chris Pickard, specialist în știința materialelor la Universitatea din Cambridge, a declarat: „Undele sonore din solide sunt deja extrem de importante în multe domenii științifice. De exemplu, seismologii studiază unde sonore inițiate de cutremure adânci în interiorul Pământului pentru a înțelege natura evenimentelor seismice și proprietățile compoziției Pământului. De asemenea, sunt de interes pentru oamenii de știință din domeniul materialelor, deoarece undele sonore sunt legate de proprietăți elastice importante, inclusiv capacitatea de a rezista la stres.”

Profesorul Constantin Trachenko, profesor de fizică la Queen Mary, a adăugat: „Credem că rezultatele acestui studiu ar putea avea aplicații științifice suplimentare, ajutându-ne să găsim și să înțelegem limitele diferitelor proprietăți, cum ar fi vâscozitatea și conductivitatea termică relevante pentru superconductivitatea la temperaturi ridicate, plasma quark-gluon și chiar fizica găurilor negre.”

astrofeed patreon

via: [SciTechDaily]