Sameiginlegar rannsóknir Queen Mary háskólans í London, Cambridge háskólans og háþrýstings eðlisfræðistofnunarinnar í Troitska hafa uppgötvað hámarkshraða hljóðs.
Niðurstaðan er um 36 km á sekúndu - um tvöfalt meiri hljóðhraði í demant, harðasta þekkta efni í heimi.
Bylgjur, eins og hljóðbylgjur eða ljósbylgjur, eru truflanir sem flytja orku frá einum stað til annars. Hljóðbylgjur geta farið í gegnum mismunandi miðla, eins og loft eða vatn, og ferðast á mismunandi hraða eftir því hvað þær ferðast um. Þeir ferðast til dæmis mun hraðar í gegnum fast efni en í gegnum vökva eða lofttegundir, þannig að þú heyrir lest sem nálgast mun hraðar ef þú hlustar á hljóðið sem ferðast eftir teinunum en í loftinu.
Sérstök afstæðiskenning Einsteins setur algjör takmörk fyrir þann hraða sem bylgja getur ferðast með, sem er jafn hraða ljóssins og jafngildir um það bil 300 km á sekúndu. Hins vegar var ekki vitað fyrr en nú hvort hljóðbylgjur hafi efri hámarkshraða þegar þeir ferðast um föst efni eða vökva.
Rannsóknin var birt í tímaritinu Science Advances, sýnir að spá um efri mörk hljóðhraða er háð tveimur víddarlausum grunnföstum: stöðugri fíngerð og massahlutfalli róteindarinnar og rafeindarinnar.
Vísindamennirnir prófuðu fræðilega spá sína á fjölmörgum efnum og tókust á við eina ákveðna spá um kenningu þeirra, sem er að hljóðhraði ætti að minnka með atómmassa. Þessi spádómur gefur til kynna að hljóð sé hraðast í föstu atómvetni. Hins vegar er vetni fast efni með mjög háan þrýsting, yfir 1 milljón lofthjúp, þrýstingur sem er sambærilegur við kjarna gasrisa eins og Júpíters. Við þennan þrýsting verður vetni að undarlegu málmifast efni sem leiðir rafmagn á nákvæmlega sama hátt og kopar og er spáð að það verði ofurleiðari við stofuhita. Þannig að vísindamennirnir gerðu háþróaða skammtafræðiútreikninga til að prófa þessa spá og komust að því að hljóðhraði í vetni í föstu atómi er nálægt fræðilegum grundvallarmörkum.
Prófessor Chris Pickard, prófessor í efnisfræði við háskólann í Cambridge, sagði: „Hljóðbylgjur í föstum efnum eru mjög mikilvægar á mörgum sviðum vísinda. Til dæmis nota jarðskjálftafræðingar hljóðbylgjur af völdum jarðskjálfta djúpt inni í jörðinni til að skilja eðli jarðskjálftaáhrifa, atburða og eiginleika samsetningar jarðar. Þeir eru líka áhugaverðir fyrir efnisfræðinga vegna þess að hljóðbylgjur eru tengdar mikilvægum teygjanlegum eiginleikum, þar á meðal getu til að standast álag.“
Lestu líka:
- Bandarískir herhundar munu fá gleraugu með auknum veruleika
- Snjallsímaskjáir framtíðarinnar kunna að vera úr gagnsæjum viði