Teoria relativității speciale a lui Einstein stabilește limita absolută de viteză la care poate circula o undă ca fiind viteza luminii, egală cu aproximativ 300.000 km pe secundă.
Până de curând, nu se știa dacă undele sonore au și ele o limită superioară de viteză atunci când trec prin solide sau fluide.
Un studiu realizat de oamenii de știință de la Universitatea Queen Mary din Londra în colaborare cu Universitatea din Cambridge și Institutul de Fizică la Presiune înaltă din Troitsk a descoperit cea mai rapidă viteză a sunetului posibilă.
Rezultatul – aproximativ 36 km pe secundă – este de aproximativ două ori mai rapid decât viteza sunetului din diamant, cel mai dens material cunoscut din lume.
Oamenii de știință și-au testat predicțiile teoretice pe o gamă largă de materiale
Au abordat o predicție specifică a teoriei lor conform căreia viteza sunetului ar trebui să scadă odată cu masa atomului. Această predicție implică faptul că sunetul este cel mai rapid în hidrogenul atomic solid.
Cu toate acestea, hidrogenul este un solid atomic doar la o presiune foarte mare de peste 1 milion de atm (unitate care măsoară presiunea), presiune comparabilă cu cele din nucleul giganților gazoși precum Jupiter.
La aceste presiuni, hidrogenul devine un solid metalic fascinant care conduce electricitatea la fel cum o face cuprul.
Astfel, oamenii de știință au efectuat calcule mecanice cuantice de ultimă generație pentru a testa această predicție și au descoperit că viteza sonoră a hidrogenului atomic solid este aproape de limita teoretică fundamentală.
“Undele sonore din solide sunt deja extrem de importante în multe domenii științifice. De exemplu, seismologii folosesc unde sonore inițiate de cutremure adânci în interiorul Pământului pentru a înțelege natura evenimentelor seismice și proprietățile compoziției Pământului.
De asemenea, sunt de interes pentru oamenii de știință din domeniul materialelor, deoarece undele sonore sunt legate de proprietăți elastice importante, inclusiv capacitatea de a rezista la stres”, a declarat Chris Pickard profesor de știința materialelor la Universitatea din Cambridge.
Dacă rezultatele aplicării ecuației echipei rămân consecvente, s-ar putea dovedi a fi un instrument valoros, atât pentru înțelegerea materialelor individuale, cât și a Universului.