Root NationNotiziaGiornale informaticoGli scienziati hanno misurato il limite superiore della velocità del suono

Gli scienziati hanno misurato il limite superiore della velocità del suono

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Una ricerca congiunta della Queen Mary University di Londra, dell'Università di Cambridge e dell'Institute of High Pressure Physics di Troitska ha scoperto la massima velocità possibile del suono.

Il risultato è di circa 36 km al secondo, circa il doppio della velocità del suono nel diamante, il materiale più duro conosciuto al mondo.

Le onde, come le onde sonore o le onde luminose, sono disturbi che spostano l'energia da un luogo all'altro. Le onde sonore possono viaggiare attraverso diversi mezzi, come l'aria o l'acqua, e viaggiare a velocità diverse a seconda di ciò che attraversano. Ad esempio, viaggiano molto più velocemente attraverso i solidi che attraverso liquidi o gas, quindi puoi sentire un treno in avvicinamento molto più velocemente se ascolti il ​​suono che viaggia lungo le rotaie piuttosto che attraverso l'aria.

La teoria della relatività ristretta di Einstein pone un limite assoluto alla velocità alla quale un'onda può viaggiare, che è pari alla velocità della luce ed è pari a circa 300 km al secondo. Tuttavia, fino ad ora non era noto se le onde sonore avessero un limite di velocità superiore quando viaggiano attraverso solidi o liquidi.

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Science Advances, mostra che la previsione del limite superiore della velocità del suono dipende da due costanti fondamentali adimensionali: la struttura fine costante e il rapporto di massa del protone rispetto all'elettrone.

Velocità del suono

Gli scienziati hanno testato la loro previsione teorica su un'ampia gamma di materiali e hanno affrontato una previsione specifica della loro teoria, ovvero che la velocità del suono dovrebbe diminuire con la massa atomica. Questa profezia implica che il suono è più veloce nell'idrogeno atomico solido. Tuttavia, l'idrogeno è un solido con una pressione molto elevata, superiore a 1 milione di atmosfere, una pressione paragonabile a quella nel nucleo di giganti gassosi come Giove. A queste pressioni, l'idrogeno diventa uno strano solido metallico che conduce l'elettricità esattamente allo stesso modo del rame e si prevede che sia un superconduttore a temperatura ambiente. Quindi i ricercatori hanno eseguito calcoli di meccanica quantistica all'avanguardia per testare questa previsione e hanno scoperto che la velocità del suono nell'idrogeno atomico solido è vicina al limite fondamentale teorico.

Il professor Chris Pickard, professore di Scienza dei materiali presso l'Università di Cambridge, ha dichiarato: “Le onde sonore nei solidi sono molto importanti in molte aree della scienza. Ad esempio, i sismologi usano le onde sonore causate dai terremoti nelle profondità della Terra per comprendere la natura degli effetti sismici, gli eventi e le proprietà della composizione della Terra. Sono anche di interesse per gli scienziati dei materiali perché le onde sonore sono associate a importanti proprietà elastiche, inclusa la capacità di resistere ai carichi".

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