home
user-header

                        
                        
Установлен верхний предел скорости звука
Сур Бере
Pro аккаунт
10 октября 2020 г., 20:12 295

Британские и российские исследователи рассчитали, верхний предел скорости распространения звуковых волн. Он составил 36 км/с в металлическом водороде, так как скорость звуковых волн увеличивается с уменьшением массы атома. Работа опубликована в журнале Science Advances, полностью ознакомиться со статьей можно на сервере препринтов arXiv.org.

Prem Kumar/OSA  


 

Скорость распространения звуковых волн зависит от среды, сквозь которую они проходят. Например, в твердых телах звук движется намного быстрее, чем сквозь жидкости или газы. Так, вы быстрее услышите приближение поезда, если приложите ухо к рельсу. Специальная теория относительности Эйнштейна устанавливает абсолютный предел скорости движения волны, равный скорости света 3*105 км/с. Однако, до сих пор не было известно, имеют ли звуковые волны верхний предел скорости. Исследователи из Лондонского университета королевы Марии, Кембриджского университета и Института физики высоких давлений им. Л. Ф. Верещагина РАН смогли ответить на этот вопрос.

 

Верхний предел скорости звука зависит от двух безразмерных фундаментальных констант: постоянной тонкой структуры и отношение массы протона к массе электрона. Согласно теории ученых скорость звука должна уменьшаться при увеличении массы атома. Таким образом, быстрее всего звуковые волны должны распространяться в твердом водороде. Однако в таком состоянии водород существует лишь при очень высоком давлении, превышающем миллион атмосфер, в этих условиях он становится металлом, хорошо проводящим электричество. Металлический водород содержится в ядрах планет газовых гигантов, таких как Юпитер. Исследователи подтвердили свою эту теорию, выполнив квантово-механические расчеты, и пришли к выводу, что скорость звука в твердом атомарном водороде составляет 36 км/с.

 

«Распространение звуковых волн в твердых телах очень важно во многих областях науки. Например, сейсмологи используют звуковые волны, вызванные землетрясениями глубоко внутри Земли, чтобы понять свойства и состав нашей планеты Они также представляют интерес для материаловедов, так как связаны с упругими свойствами, например со способностью противостоять нагрузкам», — рассказывает один из исследователей, профессор Кембриджского университета Крис Пикард.

 

Индикатор

#естественные_науки, #наукороссия

Избранное
Чтобы оставить комментарий, вам нужно авторизоваться или зарегистрироваться
Включите премодерацию комментариев
Все комментарии к этому посту будут опубликованы только после вашего подтверждения. Подробнее о премодерации
Обратная связь