Objavili najvyššiu možnú rýchlosť šírenia zvuku. Je dvakrát vyššia ako sme si mysleli
Vďaka spolupráci Cambridgskej univerzity, univerzity Queen Marry a inštitútu High Pressure Physics v Rusku sme konečne zistili maximálnu rýchlosť šírenia zvuku. Definitívne určiť tento výsledok bola dlhá a náročná úloha najmú preto, lebo merať rýchlosť zvuku v každom existujúcom materiáli nie je jednoduché a vlastne ani možné.
Napriek tomu sa však vedcom podarilo určiť hornú hranicu rýchlosti zvuku a to na základe konštánt a univerzálnych parametrov, podľa ktorých sa riadi vesmír, o téme informoval portál Sciencealert.
Výsledky uvedenej spolupráce a tiež aj pohľad do „zákulisia“ tohto experimentu sú publikované v žurnále Science Advances. V ňom tým vedcov upravuje doposiaľ uvádzané maximum (cca 18 km/s v diamante) na 36 km/s v tuhom atómovom vodíku, informoval web Phys.

Dve bezrozmerné konštanty
Prečo práve v tuhom atómovom vodíku? Zvukové vlny môžu prechádzať rôznymi materiálmi, respektíve médiami rozličnými rýchlosťami, čo je spôsobené tým, že zvuk je v podstate mechanické vlnenie spôsobené kmitaním hmoty, ktorá toto kmitanie odovzdáva hmotným časticiam nachádzajúcim sa v médiu, ktoré ho obklopuje. Z tohto dôvodu vo všeobecnosti platí, že čím je médium pevnejšie, tým rýchlejšie sa v ňom šíri zvuk.
Doteraz však nebolo známe, či zvukové vlny majú aj nejaký horný rýchlostný limit, respektíve či existuje absolútna najvyššia rýchlosť zvuku pri cestovaní pevnými alebo kvapalnými látkami.
Okrem konkrétneho čísla štúdia taktiež uvádza, že rýchlosť zvuku závisí od dvoch základných bezrozmerných konštánt. Presnejšie od konštanty jemnej štruktúry, ktorá charakterizuje silu elektromagnetických interakcií medzi elementárnymi časticami a od pomeru hmotnosti protónu k elektrónu.
Pre zaujímavosť, tieto dve uvedené konštanty zohrávajú dôležitú úlohu v porozumení nášho vesmíru, určujú totiž to ako vznikajú hviezdy a jadrové reakcie, ale zároveň určujú miesta, kde môžu vznikať hviezdy, planéty a dokonca aj molekulárne štruktúry podporujúce život.
Výsledky výskumu
Nový výskum však naznačuje, že tieto dve základné konštanty môžu ovplyvniť aj iné vedecké oblasti, akými sú náuka o materiáloch a fyzika kondenzovaných stavov a to konkrétne stanovením obmedzení pre špecifické vlastnosti materiálov, ako je v tomto prípade rýchlosť zvuku.
„Ukazujeme, že jednoduchá kombinácia konštanty jemnej štruktúry a pomeru hmotnosti protónov k elektrónom vedie k ďalšej bezrozmernej veličine, ktorá má neočakávaný a konkrétny dopad na kľúčovú vlastnosť kondenzovaných stavov – rýchlosť, akou vlny prechádzajú v pevných a kvapalných látkach“ uvádzajú vedci vo svojej publikácii.

Na potvrdenie správnosti svojich výpočtov experimentálne zmerali rýchlosť zvuku na širokej škále materiálov, pričom sa zaoberali jednou konkrétnou predikciou, podľa ktorej sa rýchlosť zvuku znižuje s hmotnosťou atómu. Podľa tejto predikcie by sa teda zvuk mal najrýchlejšie pohybovať v tuhom atómovom vodíku. Vodík je však atómovo tuhá látka iba pri veľmi vysokom tlaku (viac ako 1 milión atmosfér), teda tlaku porovnateľnom s tlakom jadra Jupitera.
Na Zemi sa podarilo podobný tlak dosiahnuť inej skupine vedcov prostredníctvom laserového systému, ktorý simuluje tlak podobný tomu, aký dosahujú vo svojom obale vzácne druhy bielych trpaslíkov.
Pri takto extrémnom tlaku sa vodík stáva unikátnou pevnou kovovou látkou a predpokladá sa, že sa „premení“ na supravodič, ktorý dokáže viesť elektrický prúd bez strát aj pri izbovej teplote.
Keďže dosiahnuť niečo takéto v laboratórnych podmienkach, je neuveriteľné náročné, vedci boli nútení vykonať zložité kvantové mechanické výpočty (namiesto experimentu), z ktorých vyplynulo, že rýchlosť zvuku v atómovom vodíku sa skutočne približuje predpovedanému teoretickému maximu.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

Európsky štát odštartoval jadrovú revolúciu. Urán pochovaný, prichádza lacná elektrina pre všetkých

Záhadný kameň v Egypte nechal vedcov v nemom úžase. Odhalil tajomstvo ukryté 5000 rokov

Mimoriadny objav blízko Zeme: Vedci našli úplne novú planétu, ktorá môže hostiť život

Tento tichý zabijak ničí Zem už 50 rokov. Ako je možné, že si to doteraz nikto nevšimol?

Vedci hlásia najväčší geologický objav desaťročia. Našli prekvapivý dôkaz o prechodcovi Zeme
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

7 hodín nezaplatíš kartou, nepôjde ani internet banking: Veľká odstávka obľúbenej banky Slovákov

Nezaberie na ňu dezinfekcia ani lieky: Európou sa šíri nebezpečná infekcia, Slovensko hlási prvé prípady

AKTUÁLNE: Hromadná nehoda na D1 paralyzovala dopravu. Úsek je ťažko prejazdný

„Provokácia“ Ruska trvala 18 sekúnd: Vojenské lietadlá narušili priestor NATO, okamžite vzlietli stíhačky

Nový trik podvodníkov: Peniaze ti ukradnú cez mobil aj bez použitia platobnej karty
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Celý život nás klamú. Powerbanky sú špinavý biznis, toto ti výrobcovia nikdy nepovedia
- Niečo sa deje s najznámejšou AI planéty. Dáta ukazujú nečakaný trend
- Automobilky oklamali svet a budú platiť. Obľúbený pohon zlyhal na celej čiare, produkuje veľké emisie
- Ak nepriateľ zaútočí, bude čeliť vlastnému koncu. Európsky štát otestoval 8100-tonový jadrový kolos
- Ľudia musia urobiť jednoduchý krok. Európska vláda spúšťa masívne dotácie na elektromobily
-
- Niečo sa deje s najznámejšou AI planéty. Dáta ukazujú nečakaný trend
- Väčšina Slovákov o nej ani netuší. Ak porušíš túto povinnosť, hrozí ti pokuta 1200 €
- Celý život nás klamú. Powerbanky sú špinavý biznis, toto ti výrobcovia nikdy nepovedia
- Obľúbený operátor rozbalil vianočnú ponuku. Slovákom dá mobily zadarmo, darčeky aj vráti peniaze
- Automobilky oklamali svet a budú platiť. Obľúbený pohon zlyhal na celej čiare, produkuje veľké emisie
-
- Automobilky oklamali svet a budú platiť. Obľúbený pohon zlyhal na celej čiare, produkuje veľké emisie
- Ak nepriateľ zaútočí, bude čeliť vlastnému koncu. Európsky štát otestoval 8100-tonový jadrový kolos
- Máš doma staré mobily? Nevyhadzuj ich, obľúbený operátor ti za každý jeden dá až 100 GB dát
- Experti bijú na poplach. AI vypočítala, ako drasticky sa zmení svet v roku 2030
- Vedci objavili 2000-ročný hrob, ktorý popiera logiku. Rímska mohyla blízko Slovenska ukrýva veľkú záhadu
VEĽKÝ ZLOM: Slovensko sa možno dočká jedného z najväčších energetických projektov v histórii
Gigantom hrozia v Európe miliardové pokuty. Podľa Komisie porušujú dôležitý zákon
Sused Slovenska pochopil energetickú budúcnosť. Postaví prvú elektráreň svojho druhu
Rusom poriadne zavarí na bojisku: Slovenský vojenský systém už aktívne chráni Ukrajinu
Známa automobilka ukazuje silu aj v kríze. Napriek devastačným clám a požiaru hlási rekordný zisk
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

7 hodín nezaplatíš kartou, nepôjde ani internet banking: Veľká odstávka obľúbenej banky Slovákov

Nezaberie na ňu dezinfekcia ani lieky: Európou sa šíri nebezpečná infekcia, Slovensko hlási prvé prípady

AKTUÁLNE: Hromadná nehoda na D1 paralyzovala dopravu. Úsek je ťažko prejazdný

„Provokácia“ Ruska trvala 18 sekúnd: Vojenské lietadlá narušili priestor NATO, okamžite vzlietli stíhačky

