بالاترین سرعت ممکن صوت کشف شد

0
749
بیگ بنگ: دانشمندان در جریان یک مطالعه محاسبه کردند که بالاترین سرعت ممکن صوت ۳۶ کیلومتر بر ثانیه بوده که تقریبا ۲ برابر سرعت آن در الماس، سخت‌ترین ماده شناخته شده است.

soundwaveبه گزارش بیگ بنگ به نقل از ایرنا، با این وجود این محققان متوجه شدند که چنین سرعت‌هایی تنها زمانی ممکن است که صوت از میان هیدروژن اتمی عبور کند که در هسته سیاره غول‌پیکری مانند مشتری پیدا می‌شود. بر اساس نظریه نسبیت خاص اینشتن، سرعت نور حدود ۳۰۰ هزار کیلومتر بر ثانیه است. با این حال تا امروز مشخص نبود که آیا امواج صوتی هنگام عبور از جامدات یا مایعات دارای یک حد سرعت نهایی نیز هستند یا خیر.

در این پژوهش که توسط محققان دانشگاه‌های «کوئین مری‌لندن»، «دانشگاه کمبریج» و «انستیتوی فشار عالی فیزیک» (Institute for High Pressure Physics) انجام شد، محققان به بالاترین سرعت ممکن صوت دست یافتند؛ این مطالعه نشان می‌دهد که پیش‌بینی حد بالای سرعت صوت به دو ثابت اساسی بدون بعد یعنی ثابت ساختار ریز و نسبت جرم پروتون به الکترون بستگی دارد. ثابت ساختار ریز، یکی از ثابت های بنیادین فیزیک است که ویژگی قدرت برهم‌کنش الکترومغناطیس را بین ذرات باردار شده با بار پایه مشخص می‌کند.

نتیجه این مطالعه نشان می‌دهد که بالاترین سرعت ممکن صوت حدود ۳۶ کیلومتر بر ثانیه است که تقریبا ۲ برابر سرعت صوت در الماس سخت‌ترین ماده‌ای شناخته شده در جهان است. مشخص شده است که این دو ثابت اساسی بی بعد، نقش مهمی در درک جهان ما دارند.  مقادیر دقیق تنظیم شده آنها، واکنش های هسته ای مانند «واپاشی پروتون» (که یک واپاشی هسته‌ای فرضی است) و «سنتز هسته ای» را در ستارگان کنترل می کنند. برقراری تعادل میان این دو بعد، یک منطقه قابل سکونت باریک ایجاد می‌کند که در ستاره‌ها و سیاره‌ها در آنجا تشکیل شده و ساختارهای مولکولی محافظ حیات ظاهر می‌شوند.

این مطالعه جدید نشان می‌دهد که این دو ثابت اساسی همچنین می‌توانند با تعیین محدودیت‌هایی برای ویژگی‌های خاص ماده مانند سرعت صوت  بر سایر زمینه‌های علمی مانند علم مواد و فیزیک ماده چگال نیز تأثیر بگذارند. محققان پیش بینی‌های تئوری خود را بر روی طیف گسترده‌ای از مواد انجام دادند و بر این اساس مشخص شد، صوت در «هیدروژن اتمی جامد» دارای بالاترین سرعت است.

پروفسور چریس پیکارد استای علوم مواد در دانشگاه کمبریج در این خصوص گفت: «امواج صوتی دارای اهمیت بالایی در بسیاری از زمینه‌های علمی هستند به طور مثال زلزله‌شناسان از امواج صوتی ایجاد شده در عمق زمین می‌توانند در درک ماهیت زمین لرزه استفاده کنند.» جزئیات بیشتر این پژوهش در مجله Science Advances منتشر شده است.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: phys.org



ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.