Londonas Karalienes Marijas universitātes, Kembridžas universitātes un Troickas Augstspiediena fizikas institūta kopīgie pētījumi atklāja maksimālo iespējamo skaņas ātrumu.
Rezultāts ir aptuveni 36 km sekundē – apmēram divas reizes lielāks par skaņas ātrumu dimantā, pasaulē cietākajā zināmajā materiālā.
Viļņi, piemēram, skaņas viļņi vai gaismas viļņi, ir traucējumi, kas pārvieto enerģiju no vienas vietas uz otru. Skaņas viļņi var pārvietoties pa dažādiem līdzekļiem, piemēram, gaisu vai ūdeni, un pārvietoties ar dažādu ātrumu atkarībā no tā, caur ko tie pārvietojas. Piemēram, tie pārvietojas daudz ātrāk caur cietām vielām nekā caur šķidrumiem vai gāzēm, tāpēc jūs varat dzirdēt tuvojošos vilcienu daudz ātrāk, ja klausāties skaņu, kas pārvietojas pa sliedēm, nevis pa gaisu.
Einšteina īpašā relativitātes teorija nosaka absolūtu ierobežojumu viļņa kustības ātrumam, kas ir vienāds ar gaismas ātrumu un aptuveni 300 000 km sekundē. Tomēr līdz šim nebija zināms, vai skaņas viļņiem ir maksimālais ātruma ierobežojums, pārvietojoties caur cietām vielām vai šķidrumiem.
Pētījums tika publicēts žurnālā Science Advances, parāda, ka skaņas ātruma augšējās robežas prognoze ir atkarīga no divām bezdimensiju pamatkonstantēm: konstantas smalkās struktūras un protona masas attiecības pret elektronu.
Zinātnieki pārbaudīja savu teorētisko prognozi ar plašu materiālu klāstu un pievērsās vienai konkrētai savas teorijas prognozei, proti, ka skaņas ātrumam vajadzētu samazināties līdz ar atomu masu. Šis pareģojums nozīmē, ka skaņa visātrāk ir cietā atomu ūdeņradi. Tomēr ūdeņradis ir cieta viela ar ļoti augstu spiedienu, kas pārsniedz 1 miljonu atmosfēru, un tas ir salīdzināms ar spiedienu gāzes gigantu, piemēram, Jupitera, kodolā. Pie šiem spiedieniem ūdeņradis kļūst par dīvainu metālisku cietu vielu, kas vada elektrību tieši tāpat kā varš, un tiek prognozēts, ka tas ir supravadītājs istabas temperatūrā. Tāpēc pētnieki veica vismodernākos kvantu mehāniskos aprēķinus, lai pārbaudītu šo prognozi, un atklāja, ka skaņas ātrums cietā atomu ūdeņražā ir tuvu teorētiskajai pamata robežai.
Profesors Kriss Pikards, Kembridžas Universitātes Materiālzinātnes profesors, teica: “Skaņas viļņi cietās vielām ir ļoti svarīgi daudzās zinātnes jomās. Piemēram, seismologi izmanto skaņas viļņus, ko izraisa zemestrīces dziļi Zemes iekšienē, lai izprastu seismisko efektu būtību, notikumus un Zemes sastāva īpašības. Tie interesē arī materiālu zinātniekus, jo skaņas viļņi ir saistīti ar svarīgām elastīgām īpašībām, tostarp spēju izturēt slodzi."
Lasi arī:
- ASV militārie suņi saņems brilles ar paplašināto realitāti
- Nākotnes viedtālruņu displeji var būt izgatavoti no caurspīdīga koka