Skupna raziskava Univerze Queen Mary v Londonu, Univerze v Cambridgeu in Inštituta za fiziko visokega tlaka v Troitski je odkrila največjo možno hitrost zvoka.
Rezultat je približno 36 km na sekundo - približno dvakrat večja od hitrosti zvoka v diamantu, najtršem znanem materialu na svetu.
Valovi, kot so zvočni valovi ali svetlobni valovi, so motnje, ki premikajo energijo z enega mesta na drugega. Zvočni valovi lahko potujejo skozi različne medije, kot sta zrak ali voda, in potujejo z različnimi hitrostmi, odvisno od tega, skozi kaj potujejo. Na primer, skozi trdne snovi potujejo veliko hitreje kot skozi tekočine ali pline, zato lahko slišite bližajoči se vlak veliko hitreje, če poslušate zvok, ki potuje po tirnicah, kot pa po zraku.
Einsteinova posebna teorija relativnosti postavlja absolutno mejo hitrosti, s katero lahko potuje val, ki je enaka svetlobni hitrosti in enaka približno 300 km na sekundo. Vendar do zdaj ni bilo znano, ali imajo zvočni valovi zgornjo mejo hitrosti, ko potujejo skozi trdne snovi ali tekočine.
Študijo so objavili v reviji Science Advances, kaže, da je napoved zgornje meje hitrosti zvoka odvisna od dveh brezdimenzionalnih osnovnih konstant: konstantne fine strukture in masnega razmerja protona proti elektronu.
Znanstveniki so svojo teoretično napoved preizkusili na širokem naboru materialov in obravnavali eno specifično napoved svoje teorije, ki pravi, da naj bi se hitrost zvoka zmanjševala z atomsko maso. Ta prerokba nakazuje, da je zvok najhitrejši v trdnem atomskem vodiku. Vendar pa je vodik trdna snov z zelo visokim tlakom, ki presega 1 milijon atmosfer, tlakom, ki je primerljiv s tlakom v jedru plinastih velikanov, kot je Jupiter. Pri teh tlakih vodik postane nenavadna kovinska trdna snov, ki prevaja elektriko na povsem enak način kot baker in je predvidena kot superprevodnik pri sobni temperaturi. Zato so raziskovalci izvedli najsodobnejše kvantnomehanske izračune, da bi preizkusili to napoved in ugotovili, da je hitrost zvoka v trdnem atomskem vodiku blizu teoretične temeljne meje.
Profesor Chris Pickard, profesor znanosti o materialih na Univerzi v Cambridgeu, je dejal: »Zvočni valovi v trdnih snoveh so zelo pomembni na številnih področjih znanosti. Na primer, seizmologi uporabljajo zvočne valove, ki jih povzročijo potresi globoko v Zemlji, da bi razumeli naravo seizmičnih učinkov, dogodkov in lastnosti sestave Zemlje. Prav tako so zanimivi za znanstvenike materialov, ker so zvočni valovi povezani s pomembnimi elastičnimi lastnostmi, vključno z zmožnostjo prenašanja obremenitev."
Preberite tudi:
- Ameriški vojaški psi bodo dobili očala z obogateno resničnostjo
- Zasloni pametnih telefonov prihodnosti bodo morda narejeni iz prozornega lesa