به گزارش باشگاه خبرنگاران دانشجویی(ایسکانیوز)، دانشمندان اعلام کردند که سریعترین سرعت ممکن صدا حدود ۳۶ کیلومتر در ثانیه یعنی تقریباً دو برابر سریعتر از سرعت صدا در الماس، سخت ترین ماده شناخته شده در جهان است.
امواج؛ مانند امواج صوتی یا نوری، اغتشاشاتی هستند که انرژی را از یک مکان به مکان دیگر منتقل می کنند. امواج صوتی می توانند از طریق محیط های مختلف مانند هوا یا آب عبور کنند و بسته به آنچه که از آن عبور میکنند با سرعتهای مختلف حرکت میکنند.
به عنوان مثال، آنها در میان جامدات بسیار سریعتر از مایعات یا گازها حرکت می کنند، به همین دلیل است که اگر به صدای پخش شده در مسیر ریلی (نه از طریق هوا) گوش دهید، نزدیک شدن قطار را سریعتر متوجه خواهید شد.
نظریه نسبیت خاص انیشتین حد مطلق سرعت را تعیین می کند که در آن موج می تواند حرکت کند که همان سرعت نور است و برابر با حدود ۳۰۰ هزار کیلومتر در ثانیه است. با این حال تاکنون مشخص نبود که آیا امواج صوتی هنگام عبور از مواد جامد یا مایعات دارای سرعت مجاز بالایی نیز هستند یا خیر.
این مطالعه که در مجله Science Advances منتشر شده است، نشان می دهد که پیش بینی حد بالای سرعت صدا به دو ثابت اساسی بدون بعد ثابت ساختار ریز و نسبت جرم پروتون به الکترون بستگی دارد.
این دو عدد نقش مهمی در درک جهان ما دارند. یافته های جدید حاکی از آن است که این دو ثابت اساسی می توانند با تعیین محدودیت در خصوصیات خاص مواد مانند سرعت صوت، بر سایر زمینه های علمی مانند علوم مواد و فیزیک ماده چگال نیز تأثیر بگذارند.
دانشمندان پیش بینی نظری خود را روی طیف وسیعی از مواد آزمایش کردند و به پیش بینی خاص از نظریه خود مبنی بر کاهش سرعت صدا با جرم اتم پرداختند.
این پیش بینی نشان می دهد که سریعترین صدا در هیدروژن اتمی جامد است. با این حال، هیدروژن یک ماده جامد اتمی است که فقط در فشار بسیار بالای بیش از ۱ میلیون اتمسفر وجود دارد. در این فشارها، هیدروژن دقیقاً مانند مس به یک جامد فلزی جذاب و رسانا تبدیل می شود و پیش بینی می شود که یک ابررسانای دمای اتاق باشد.
بنابراین، محققان محاسبات مکانیکی کوانتومی پیشرفته را برای آزمایش این پیش بینی انجام دادند و دریافتند که سرعت صدا در هیدروژن اتمی جامد نزدیک به حد اساسی نظری است.
کریس پیکارد، استاد علوم مواد در دانشگاه کمبریج، گفت: امواج صوتی در جامدات برای بسیاری از زمینه های علمی بسیار مهم هستند. به عنوان مثال، لرزه شناسان از امواج صوتی آغاز شده توسط زمین لرزه ها در اعماق زمین برای درک ماهیت لرزه، رویدادها و خصوصیات ترکیبات زمینی استفاده می کنند.
انتهای پیام/
نظر شما