Felles forskning fra Queen Mary University of London, Cambridge University og Institute of High Pressure Physics i Troitska har oppdaget høyest mulig lydhastighet.
Resultatet er omtrent 36 km per sekund – omtrent det dobbelte av lydhastigheten i diamant, verdens hardest kjente materiale.
Bølger, som lydbølger eller lysbølger, er forstyrrelser som flytter energi fra ett sted til et annet. Lydbølger kan bevege seg gjennom forskjellige medier, for eksempel luft eller vann, og reise med forskjellige hastigheter avhengig av hva de beveger seg gjennom. For eksempel reiser de mye raskere gjennom faste stoffer enn gjennom væsker eller gasser, så du kan høre et tog som nærmer seg mye raskere hvis du lytter til lyden som reiser langs skinnene enn gjennom luft.
Einsteins spesielle relativitetsteori setter en absolutt grense for hastigheten en bølge kan bevege seg med, som er lik lysets hastighet og lik omtrent 300 000 km per sekund. Det var imidlertid ikke kjent før nå om lydbølger har en øvre hastighetsgrense når de reiser gjennom faste stoffer eller væsker.
Studien ble publisert i tidsskriftet Science Advances, viser at prediksjonen av den øvre grensen for lydhastigheten avhenger av to dimensjonsløse fundamentale konstanter: den konstante fine strukturen og masseforholdet mellom protonet og elektronet.
Forskerne testet sin teoretiske prediksjon på et bredt spekter av materialer og tok for seg en spesifikk prediksjon av teorien deres, som er at lydens hastighet skal avta med atommassen. Denne profetien antyder at lyd er raskest i fast atomært hydrogen. Imidlertid er hydrogen et fast stoff med et veldig høyt trykk, over 1 million atmosfærer, et trykk som kan sammenlignes med det i kjernen av gassgiganter som Jupiter. Ved disse trykkene blir hydrogen et merkelig metallisk fast stoff som leder elektrisitet på nøyaktig samme måte som kobber og er spådd å være en superleder ved romtemperatur. Så forskerne utførte avanserte kvantemekaniske beregninger for å teste denne forutsigelsen og fant ut at lydhastigheten i fast atomært hydrogen er nær den teoretiske grunnleggende grensen.
Professor Chris Pickard, professor i materialvitenskap ved University of Cambridge, sa: "Lydbølger i faste stoffer er svært viktige på mange områder av vitenskapen. For eksempel bruker seismologer lydbølger forårsaket av jordskjelv dypt inne i jorden for å forstå arten av seismiske effekter, hendelser og egenskaper til jordens sammensetning. De er også av interesse for materialforskere fordi lydbølger er assosiert med viktige elastiske egenskaper, inkludert evnen til å tåle belastninger."
Les også:
- Amerikanske militærhunder vil få briller med utvidet virkelighet
- Fremtidens smarttelefonskjermer kan være laget av gjennomsiktig tre