Fælles forskning fra Queen Mary University of London, Cambridge University og Institute of High Pressure Physics i Troitska har opdaget den maksimalt mulige lydhastighed.
Resultatet er omkring 36 km i sekundet - omkring det dobbelte af lydens hastighed i diamant, verdens hårdest kendte materiale.
Bølger, såsom lydbølger eller lysbølger, er forstyrrelser, der flytter energi fra et sted til et andet. Lydbølger kan rejse gennem forskellige medier, såsom luft eller vand, og rejse med forskellige hastigheder afhængigt af, hvad de rejser igennem. For eksempel rejser de meget hurtigere gennem faste stoffer end gennem væsker eller gasser, så du kan høre et nærgående tog meget hurtigere, hvis du lytter til lyden, der rejser langs skinnerne end gennem luften.
Einsteins specielle relativitetsteori sætter en absolut grænse for den hastighed, en bølge kan bevæge sig med, som er lig med lysets hastighed og lig med cirka 300 km i sekundet. Det var dog ikke kendt før nu, om lydbølger har en øvre hastighedsgrænse, når de rejser gennem faste stoffer eller væsker.
Undersøgelsen blev offentliggjort i tidsskriftet Science Advances, viser, at forudsigelsen af den øvre grænse for lydens hastighed afhænger af to dimensionsløse fundamentale konstanter: den konstante fine struktur og masseforholdet mellem protonen og elektronen.
Forskerne testede deres teoretiske forudsigelse på en bred vifte af materialer og adresserede en specifik forudsigelse af deres teori, som er, at lydens hastighed skulle falde med atommassen. Denne profeti antyder, at lyd er hurtigst i fast atomart brint. Imidlertid er brint et fast stof med et meget højt tryk, der overstiger 1 million atmosfærer, et tryk, der kan sammenlignes med det i kernen af gasgiganter som Jupiter. Ved disse tryk bliver brint et mærkeligt metallisk fast stof, der leder elektricitet på nøjagtig samme måde som kobber og forudsiges at være en superleder ved stuetemperatur. Så forskerne udførte avancerede kvantemekaniske beregninger for at teste denne forudsigelse og fandt ud af, at lydens hastighed i fast atomart brint er tæt på den teoretiske fundamentale grænse.
Professor Chris Pickard, professor i materialevidenskab ved University of Cambridge, sagde: "Lydbølger i faste stoffer er meget vigtige inden for mange områder af videnskaben. For eksempel bruger seismologer lydbølger forårsaget af jordskælv dybt inde i Jorden til at forstå arten af seismiske effekter, begivenheder og egenskaber af Jordens sammensætning. De er også af interesse for materialeforskere, fordi lydbølger er forbundet med vigtige elastiske egenskaber, herunder evnen til at modstå belastninger."
Læs også:
- Amerikanske militærhunde vil få briller med augmented reality
- Fremtidens smartphone-skærme kan være lavet af gennemsigtigt træ