Domanio paºblico
Uma colaboração de pesquisa entre a Queen Mary University of London, a University of Cambridge e o Institute for High Pressure Physics em Troitsk descobriu a velocidade do som mais rápida possível.
O resultado - cerca de 36 km por segundo - écerca de duas vezes mais rápido que a velocidade do som no diamante, o material mais resistente conhecido no mundo.
Ondas, como ondas sonoras ou de luz , são distúrbios que movem a energia de um lugar para outro. As ondas sonoras podem viajar por diferentes meios, como ar ou a¡gua, e mover-se em velocidades diferentes dependendo do que estãopassando. Por exemplo, eles se movem atravanãs de sãolidos muito mais rápido do que atravanãs de laquidos ou gases, e épor isso que vocêpode ouvir um trem se aproximando muito mais rápido se vocêouvir o som se propagando nos trilhos em vez de no ar.
A teoria da relatividade especial de Einstein define o limite de velocidade absoluta em que uma onda pode viajar, que éa velocidade da luz, e éigual a cerca de 300.000 km por segundo. No entanto, atéagora não se sabia se as ondas sonoras também tinham um limite superior de velocidade ao viajar atravanãs de sãolidos ou laquidos.
"As ondas sonoras em sãolidos já são extremamente importantes em muitos campos cientaficos. Por exemplo, os sisma³logos usam ondas sonoras iniciadas por terremotos no interior da Terra para compreender a natureza da sasmica eventos e as propriedades da composição da Terra. Eles também são do interesse dos cientistas de materiais porque as ondas sonoras estãorelacionadas a propriedades ela¡sticas importantes, incluindo a capacidade de resistir ao estresse. "
O estudo, publicado na revista Science Advances , mostra que prever o limite superior da velocidade do som depende de duas constantes fundamentais adimensionais: a constante de estrutura fina e a razãode massa pra³ton-elanãtron.
Esses dois números já são conhecidos por desempenhar um papel importante na compreensão do nosso Universo. Seus valores finamente ajustados governam as reações nucleares , como o decaimento de pra³tons e a santese nuclear em estrelas, e o equilabrio entre os dois números fornece uma estreita 'zona habita¡vel' onde estrelas e planetas podem se formar e estruturas moleculares de suporte de vida podem emergir. No entanto, as novas descobertas sugerem que essas duas constantes fundamentais também podem influenciar outros campos cientaficos, como a ciência dos materiais e a física da matéria condensada, estabelecendo limites para propriedades materiais especaficas, como a velocidade do som.
Os cientistas testaram sua previsão tea³rica em uma ampla variedade de materiais e abordaram uma previsão especafica de sua teoria de que a velocidade do som deveria diminuir com a massa do a¡tomo. Essa previsão implica que o som éo mais rápido em hidrogaªnio ata´mico sãolido. No entanto, o hidrogaªnio éum sãolido ata´mico a uma pressão muito alta acima de 1 milha£o de atmosferas apenas, pressão compara¡vel a quelas no núcleo de gigantes gasosos como Jaºpiter. Nessas pressaµes, o hidrogaªnio se torna um fascinante sãolido meta¡lico, conduzindo eletricidade, assim como o cobre, e prevaª-se que seja um supercondutor a temperatura ambiente. Portanto, os pesquisadores realizaram ca¡lculos de meca¢nica qua¢ntica de última geração para testar essa previsão e descobriram que a velocidade de som no hidrogaªnio ata´mico sãolido estãoperto do limite tea³rico fundamental.
O professor Chris Pickard, professor de Ciência de Materiais da Universidade de Cambridge, disse: "As ondas sonoras em sãolidos já são extremamente importantes em muitos campos cientaficos. Por exemplo, os sisma³logos usam ondas sonoras iniciadas por terremotos no interior da Terra para compreender a natureza da sasmica eventos e as propriedades da composição da Terra. Eles também são do interesse dos cientistas de materiais porque as ondas sonoras estãorelacionadas a propriedades ela¡sticas importantes, incluindo a capacidade de resistir ao estresse. "