Digital THink Tank (DTT)

Oamenii de știință au stabilit viteza maximă posibilă a sunetului


Un grup internațional de oameni de știință a stabilit o limită superioară pentru viteza sunetului, care este de aproximativ 36 de kilometri pe secundă. Până în prezent, cea mai mare viteză a sunetului a fost măsurată într-un diamant și a fost doar aproximativ jumătate din maximul declarat.


Undele sonore pot pătrunde în diferite medii, cum ar fi aerul sau apa. În funcție de ceea ce traversează, se deplasează cu viteze diferite. De exemplu, ele se mișcă mult mai repede prin solide decât prin lichide sau gaze, astfel încât un tren care se apropie poate fi auzit mai repede dacă ascultați sunetul călătorind de-a lungul traseului, mai degrabă decât în ​​aer.

Teoria specială a relativității a lui Albert Einstein stabilește o limită absolută a vitezei cu care se poate propaga o undă, și anume viteza luminii, care este în jur de 300.000 km pe secundă. Cu toate acestea, până acum nu se știe dacă undele sonore au, de asemenea, o limită superioară de viteză atunci când traversează solide sau lichide. Pana acum. Oamenii de știință de la Universitatea Queen Mary din Londra, Universitatea Cambridge și Institutul de fizică la presiune înaltă din Troiksk, Rusia, au descoperit că viteza sunetului depinde de două constante fundamentale adimensionale: constanta structurală subtilă și raportul dintre masa protonului și electronul. Rezultatele muncii lor sunt în revista "Avansuri de știință"a fost publicat. (Sursa imaginii: Pixelbay)


Viteza sunetului

Kostya Trachenko de la Universitatea Queen Mary din Londra și colegii săi au început cercetările cu două constante fizice bine cunoscute: raportul dintre masa protonului și masa electronilor și constanta structurală subtilă care caracterizează forța interacțiunilor dintre particulele încărcate. Potrivit lui Trachenko, avem o idee destul de bună despre aceste valori. Dacă le-ai fi schimbat măcar puțin, universul nu ar arăta așa cum arată. - Dacă schimbăm aceste constante cu câteva procente, este posibil ca protonul să nu mai fie stabil și chiar procesele din stele s-ar putea opri, ceea ce ar duce la sinteza elementelor grele, astfel încât să nu mai existe carbon și să nu mai existe viață ", spune Trachenko.


Aceste două constante joacă un rol important în înțelegerea universului nostru. Valorile lor reglate fin reglementează reacțiile nucleare, cum ar fi degradarea protonilor și fuziunea nucleară în stele, iar echilibrul dintre ele asigură existența unei ecosfere, adică a unui loc în jurul stelelor, unde planetele au condițiile potrivite pentru a susține viața. Cu toate acestea, noile descoperiri sugerează că aceste două constante fundamentale pot influența și alte domenii ale științei, cum ar fi știința materialelor și fizica materiei condensate, prin stabilirea unor limite specifice asupra proprietăților materialelor, cum ar fi viteza sunetului.

Aceste constante guvernează cosmosul, iar viteza sunetului este limitată la ele. Viteza luminii determină limita maximă de viteză în univers. O constantă structurală subtilă determină forța cu care particulele încărcate electric interacționează între ele. În combinație cu o altă constantă - raportul dintre masele de protoni și electroni - aceste numere duc la limita vitezei sunetului.

Viteza maximă a sunetului

Sunetul este o undă care se propagă, făcând particulele vecine să interacționeze între ele, astfel încât viteza lor depinde de densitatea materialului și de modul în care sunt conectați atomii din acesta. Trachenko și colegii săi au folosit acest fapt și, împreună cu raportul dintre masa protonului și electronul și constanta structurii subtile, au calculat viteza maximă cu care un sunet s-ar putea mișca teoretic în orice lichid sau solid: aproximativ 36 de kilometri pe secundă. - Se credea pe larg că sunetul dintr-un diamant atingea cea mai mare viteză, deoarece era cel mai greu material, dar nu știam dacă există restricții teoretic fundamentale asupra vitezei cu care se poate mișca un sunet ", spune Trachenko.