DIgital Tхромать Tанк (DTT)

Ученые определили максимально возможную скорость звука


Международная группа ученых установила верхний предел скорости звука, который составляет около 36 километров в секунду. До сих пор самая высокая скорость звука была измерена в алмазе и составляла лишь половину заявленного максимума.


Звуковые волны могут проникать через различные среды, такие как воздух или вода. В зависимости от того, что они пересекают, они движутся с разной скоростью. Например, они движутся намного быстрее через твердые тела, чем через жидкости или газы, поэтому приближающийся поезд можно услышать раньше, если вы слушаете звук, движущийся по маршруту, а не в воздухе.

Специальная теория относительности Альберта Эйнштейна устанавливает абсолютный предел скорости, с которой может распространяться волна, а именно скорости света, которая составляет около 300.000 XNUMX км в секунду. Однако до сих пор неизвестно, имеют ли звуковые волны верхний предел скорости при прохождении через твердые тела или жидкости. До сих пор. Ученые из Лондонского университета Королевы Марии, Кембриджского университета и Института физики высоких давлений в Троикске, Россия, обнаружили, что скорость звука зависит от двух безразмерных фундаментальных констант: тонкой структурной постоянной и отношения массы протона к электрону. результаты их работы в журнале »Наука развивается"был опубликован. (Источник изображения: Pixelbay)


скорость звука

Костя Траченко из Университета Королевы Марии в Лондоне и его коллеги начали свои исследования с двух хорошо известных физических констант: отношения массы протона к массе электрона и тонкой структурной константы, которая характеризует силу взаимодействия между заряженными частицами. По словам Траченко, мы довольно хорошо представляем эти ценности. Если бы вы их хоть немного изменили, вселенная не выглядела бы так, как есть. - Если мы изменим эти константы на несколько процентов, протон может перестать быть стабильным, и даже процессы в звездах могут остановиться, что приведет к синтезу тяжелых элементов, так что не будет больше углерода и больше не будет жизни ", - говорит Траченко.


Эти две константы играют важную роль в понимании нашей Вселенной. Их точно настроенные значения регулируют ядерные реакции, такие как распад протона и ядерный синтез в звездах, а баланс между ними обеспечивает существование экосферы, то есть места вокруг звезд, где на планетах есть подходящие условия для поддержания жизни. Однако новые открытия предполагают, что эти две фундаментальные константы могут также влиять на другие области науки, такие как материаловедение и физика конденсированного состояния, путем установления определенных ограничений на свойства материала, такие как скорость звука.

Эти константы управляют космосом, и скорость звука ими ограничена. Скорость света определяет предел скорости во Вселенной. Тонкая структурная постоянная определяет силу, с которой электрически заряженные частицы взаимодействуют друг с другом. В сочетании с другой константой - отношением масс протона и электрона - эти числа определяют предел скорости звука.

Максимальная скорость звука

Звук - это волна, которая распространяется, заставляя соседние частицы взаимодействовать друг с другом, поэтому их скорость зависит от плотности материала и способа соединения атомов в нем. Траченко и его коллеги использовали этот факт и вместе с отношением массы протона к электрону и постоянной тонкой структуры вычислили максимальную скорость, с которой звук теоретически может двигаться в любой жидкости или твердом теле: около 36 километров в секунду. - Было широко распространено мнение, что звук в алмазе достигает максимальной скорости, потому что это самый твердый материал, но мы не знали, существуют ли теоретически фундаментальные ограничения на скорость, с которой может двигаться звук », - говорит Траченко.