Spoločný výskum Queen Mary University of London, Cambridge University a Institute of High Pressure Physics v Troitska objavil maximálnu možnú rýchlosť zvuku.
Výsledkom je približne 36 km za sekundu – približne dvojnásobok rýchlosti zvuku v diamante, najtvrdšom známom materiáli na svete.
Vlny, ako sú zvukové vlny alebo svetelné vlny, sú poruchy, ktoré presúvajú energiu z jedného miesta na druhé. Zvukové vlny môžu prechádzať rôznymi médiami, ako je vzduch alebo voda, a šíriť sa rôznymi rýchlosťami v závislosti od toho, čím prechádzajú. Napríklad cez pevné látky sa pohybujú oveľa rýchlejšie ako cez kvapaliny alebo plyny, takže približujúci sa vlak môžete počuť oveľa rýchlejšie, ak počúvate zvuk idúci po koľajniciach ako vzduchom.
Einsteinova špeciálna teória relativity stanovuje absolútnu hranicu rýchlosti, ktorou sa môže vlna šíriť, ktorá sa rovná rýchlosti svetla a rovná sa približne 300 000 km za sekundu. Doteraz však nebolo známe, či zvukové vlny majú hornú hranicu rýchlosti pri prechode cez pevné látky alebo kvapaliny.
Štúdia bola publikovaná v časopise Science Advances, ukazuje, že predpoveď hornej hranice rýchlosti zvuku závisí od dvoch bezrozmerných základných konštánt: konštantnej jemnej štruktúry a hmotnostného pomeru protónu k elektrónu.
Vedci testovali svoju teoretickú predpoveď na širokej škále materiálov a venovali sa jednej konkrétnej predikcii svojej teórie, a to, že rýchlosť zvuku by mala klesať s atómovou hmotnosťou. Toto proroctvo naznačuje, že zvuk je najrýchlejší v pevnom atómovom vodíku. Vodík je však pevná látka s veľmi vysokým tlakom, presahujúcim 1 milión atmosfér, tlakom porovnateľným s tlakom v jadre plynných obrov, ako je Jupiter. Pri týchto tlakoch sa vodík stáva zvláštnou kovovou pevnou látkou, ktorá vedie elektrinu presne rovnakým spôsobom ako meď a pri izbovej teplote sa predpokladá, že je to supravodič. Výskumníci teda vykonali najmodernejšie kvantovo-mechanické výpočty na testovanie tejto predpovede a zistili, že rýchlosť zvuku v pevnom atómovom vodíku sa blíži k teoretickému základnému limitu.
Profesor Chris Pickard, profesor materiálovej vedy na University of Cambridge, povedal: „Zvukové vlny v pevných látkach sú veľmi dôležité v mnohých oblastiach vedy. Napríklad seizmológovia používajú zvukové vlny spôsobené zemetraseniami hlboko vo vnútri Zeme, aby pochopili povahu seizmických účinkov, udalostí a vlastností zloženia Zeme. Zaujímajú sa aj o materiálových vedcov, pretože zvukové vlny sú spojené s dôležitými elastickými vlastnosťami, vrátane schopnosti odolávať zaťaženiu."
Prečítajte si tiež:
- Americké vojenské psy dostanú okuliare s rozšírenou realitou
- Displeje smartfónov budúcnosti môžu byť vyrobené z priehľadného dreva