Společný výzkum Queen Mary University of London, Cambridge University a Institute of High Pressure Physics v Troitska objevil maximální možnou rychlost zvuku.
Výsledkem je asi 36 km za sekundu - asi dvojnásobek rychlosti zvuku v diamantu, nejtvrdším známém materiálu na světě.
Vlny, jako jsou zvukové vlny nebo světelné vlny, jsou poruchy, které přenášejí energii z jednoho místa na druhé. Zvukové vlny se mohou šířit různými médii, jako je vzduch nebo voda, a cestovat různou rychlostí v závislosti na tom, čím procházejí. Cestují například mnohem rychleji pevnými látkami než kapalinami nebo plyny, takže přijíždějící vlak uslyšíte mnohem rychleji, pokud posloucháte zvuk cestující po kolejích než vzduch.
Einsteinova speciální teorie relativity stanoví absolutní limit rychlosti, kterou se může vlna pohybovat, která se rovná rychlosti světla a rovná se přibližně 300 000 km za sekundu. Doposud však nebylo známo, zda zvukové vlny mají horní limit rychlosti při průchodu pevnými látkami nebo kapalinami.
Studie byla publikována v časopise Science Advances, ukazuje, že předpověď horní hranice rychlosti zvuku závisí na dvou bezrozměrných základních konstantách: konstantní jemné struktuře a hmotnostním poměru protonu k elektronu.
Vědci testovali svou teoretickou předpověď na široké škále materiálů a věnovali se jedné konkrétní predikci své teorie, a to, že rychlost zvuku by měla klesat s atomovou hmotností. Toto proroctví naznačuje, že zvuk je nejrychlejší v pevném atomárním vodíku. Vodík je však pevná látka s velmi vysokým tlakem, přesahujícím 1 milion atmosfér, tlakem srovnatelným s tlakem v jádru plynných obrů, jako je Jupiter. Při těchto tlacích se vodík stává podivnou kovovou pevnou látkou, která vede elektřinu přesně stejným způsobem jako měď a je předpovídáno, že je to supravodič při pokojové teplotě. Vědci tedy provedli nejmodernější kvantově mechanické výpočty, aby otestovali tuto předpověď a zjistili, že rychlost zvuku v pevném atomárním vodíku se blíží teoretickému základnímu limitu.
Profesor Chris Pickard, profesor materiálových věd na University of Cambridge, řekl: „Zvukové vlny v pevných látkách jsou velmi důležité v mnoha oblastech vědy. Například seismologové používají zvukové vlny způsobené zemětřesením hluboko uvnitř Země, aby pochopili povahu seismických účinků, událostí a vlastností složení Země. Jsou také zajímavé pro materiálové vědce, protože zvukové vlny jsou spojeny s důležitými elastickými vlastnostmi, včetně schopnosti odolávat zatížení."
Přečtěte si také:
- Američtí vojenští psi dostanou brýle s rozšířenou realitou
- Displeje smartphonů budoucnosti mohou být vyrobeny z průhledného dřeva