سریع ترین سرعت ممکن صوت کشف شد

دانشمندان بریتانیایی به تازگی از کشف سریع ترین سرعت صوت خبر داده‌اند؛ در بررسی این کشف جالب‌توجه و عجیب با گجت نیوز همراه باشید.

سریع ترین سرعت صوت کشف شد؛ محققان بریتانیایی از دانشگاه کمبریج و دانشگاه‌های دیگر اعلام کرده‌اند که برخلاف تصورات پیشین، صوت در داخل الماس به اندازه حداکثری سریع نیست. الماس سخت‌ترین ماده شناخته شده در جهان به شمار می‌رود، اما این‌طور که به نظر می‌رسد، صدا در حالتی دیگر سریع‌تر حرکت می‌کند.

گفته شده که این میزان حداکثری کشف شده 36 کیلومتر بر ساعت بوده و عدد مورد نظر دو برابر از سرعت صدا در داخل الماس بیشتر است. در واقع ما می‌دانیم که امواج صوتی که به صورت صدا در گوش ما شنیده می‌شوند، از طریق جابه‌جایی اتم‌ها و مولکول‌ها به وجود می‌آیند. به بیان دیگر از آنجایی که روی سیاره ما اتمسفر و هوا وجود دارد، ما قادر به شنیدن صداها هستیم و به عنوان مثال اگر به فضا یا محیطی بدون هوا بریم، هیچ صدایی داخل آن محیط وجود نخواهد داشت.

به این ترتیب امواج مورد نظر برای جابه‌جایی به نوعی واسطه نیاز دارند که در حالت عادی هوا بوده، اما این واسطه می‌تواند آب یا هر ماده دیگری هم باشد. سرعت حرکت صدا هم بسته به این واسطه متغیر خواهد بود. با این تفاسیر جالب است بدانیم که صدا از طریق واسطه جامد، نسبت به گازها یا مایعات، سریع‌تر جابه‌جا می‌شود. به همین دلیل بوده که با قرار دادن گوش روی ریل می‌توان سریع‌تر از نزدیک شدن قطار باخبر شد.

سریع ترین سرعت صوت

آلبرت انیشتین در نظریه نسبیت خاص خود حداکثر سرعت ممکن برای امواج را پیش‌بینی کرد؛ این سرعت همان سرعت نور در خلا بوده که 300 هزار کیلومتر بر ثانیه است و گفته شده که هیچ حرکتی نمی‌تواند از این سرعت فراتر برود. با این حال تا پیش از اکتشافات دانشمندان بریتانیایی کسی نمی‌دانست که سریع ترین سرعت صوت در مایعات و جامدات دقیقا چقدر خواهد بود و امواج مورد نظر تا چه حد می‌توانند سرعت بگیرند.

بر اساس اطلاعات موجود، سرعت صوت بسته به دو عدد ثابت بدون بعد متغیر است؛ این دو عدد ثابت پایه‌ای هستند و بسته به ساختار مواد و نسبت پروتون به الکترون آن‌ها متفاوت خواهند بود. این اعداد نقش مهمی در درک جهان اطراف دارند و به موضوعات مختلفی از جمله واکنش‌های هسته‌ای گوناگون مانند متلاشی شدن پروتون یا همجوشی هسته‌ای مربوط می‌شوند.

مدل‌سازی مکانیک کوانتوم

با این تفاسیر محققان بریتانیایی نظریه‌ای ارائه کرده‌اند که در آن سرعت صوت با کاهش جرم اتمی محیط واسطه کم می‌شود. بر اساس این تئوری سریع ترین سرعت صوت در حالت جامد اتم‌های هیدروژن خواهد بود. همان‌طور که می‌دانیم هیدروژن به شکل گاز بوده و به عنوان سبک‌ترین عنصر کشف شده شناخته می‌شود. حال اگر فشار وارد بر حجمی از این گاز تا میزان یک میلیون برابر فشار اتمسفر زمین افزایش بیابد، گاز مورد نظر به شکل جامد خواهد بود.

به وجود آوردن چنین فشاری در محیط آزمایشگاهی و روی سطح زمین غیر ممکن است، اما در هسته یک سیاره عظیم و گازی مانند مشتری چنین فشاری وجود دارد. در هسته این سیاره هیدروژن به شکل جامد فلزی قرار دارد و بر اساس پیش‌بینی این دانشمندان، هیدروژن فلزی جامد الکتریسیته و دما را به خوبی انتقال می‌دهد.

به این ترتیب محققان مورد نظر با انجام محاسبات مکانیک کوانتم نشان دادند که پیش‌بینی‌های آن‌ها درست بوده و سرعت صوت در هیدروژن فلزی جامد به حداکثر میزان ممکن خود نزدیک می‌شد. سرعتی که تقریبا دو برابر سرعت صوت در الماس خواهد بود.