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
Prešli za hranice reality. Vedci objavili v kvantovom tuneli nový jav, ktorý prepíše učebnice
Astronomická lahôdka: Obloha sa čoskoro zmení na živú mapu vesmíru, takto ju uvidíš zo Slovenska
Zaplatil milióny za úlomok planéty. V USA vydražili kus Marsu, jeho cena prekonala očakávania
S týmto eko palivom musíme v budúcnosti počítať. Vedci ho vyrobili zo špinavej vody a odpadu
Američania stavajú vesmírny maglev. Neuveríš, na čo má slúžiť a ako im ušetrí palivo
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Vznikla nová trieda „nenápadných milionárov“. Denne ich pribudne 1 000 a môžu za to dva faktory
Prokurátor Generálnej prokuratúry čelí obžalobe. Funkciu pozastavili, potvrdil Žilinka
Prelomový výskum odhaľuje, ako aktivita mozgu počas spánku prezrádza skryté neurologické problémy
Kľúčový svedok v korupčných prípadoch čelí novému obvineniu. V kauze figurujú Gašpar a Bödör
V hotelovej vírivke v Demänovskej Doline hygienici potvrdili prítomnosť baktérie Legionella
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Prehliadaná krajina prechádza desivou premenou za miliardy. Čína ju zbrojí na úroveň superveľmocí
- Českí filmári zobrali „dezolátov“ na Ukrajinu a ukázali im vojnu. Takto vyzerali ich reakcie (VIDEO)
- Netflix opäť trafil do čierneho. Drsnú krimi sériu považujú kritici za jeden z najlepších seriálov roka
- Vedci našli niečo, čo popiera fyziku. Výbuch jadrovej bomby vytvoril materiál, ktorý nemal existovať
- Prešli za hranice reality. Vedci objavili v kvantovom tuneli nový jav, ktorý prepíše učebnice
-
- Vedci našli niečo, čo popiera fyziku. Výbuch jadrovej bomby vytvoril materiál, ktorý nemal existovať
- Českí filmári zobrali „dezolátov“ na Ukrajinu a ukázali im vojnu. Takto vyzerali ich reakcie (VIDEO)
- Prehliadaná krajina prechádza desivou premenou za miliardy. Čína ju zbrojí na úroveň superveľmocí
- Netflix opäť trafil do čierneho. Drsnú krimi sériu považujú kritici za jeden z najlepších seriálov roka
- Nočná mora Rusov funguje. Ukrajina dostala od USA špeciálne zariadenia, ktoré môžu rozhodnúť vojnu
-
- Väčšina Slovákov o nej ani netuší. Ak porušíš túto povinnosť, hrozí ti pokuta 1200 €
- Taiwan ukázal svetu, čo sa stane, ak zaútočí Čína. V kľúčovom teste všetkých zarazili
- Našiel som dokonalé rodinné auto. Na novej Dacii som prešiel 1 400 km do Chorvátska, otvorila mi oči
- POZOR: Nová dopravná značka mätie vodičov. Toto musíš spraviť, keď ju uvidíš
- Týmto raketám neunikne nikto. Kórea do nich vložila niečo, čo zlikviduje akýkoľvek cieľ
Svetový úspech vedcov SAV: Slováci vyvinuli zbraň proti vírusu, ktorý môže spúšťať rakovinu
Aplikácia Slovenskej pošty sa mení na digitálnu pobočku: Pribudnú kľúčové novinky
Slováci nakupujú inak, predajcov pribúda. E-shopy u nás prechádzajú premenou
Slovákov masívne ohrozuje nový typ kybernetického útoku. Je horší než phishing
USA zavedú jednotné clá. Zasiahne to vyše 150 krajín naraz
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP