科學家確定了最大可能的聲音速度
一個國際科學家小組為聲速設定了上限,大約每秒36公里。 迄今為止,在鑽石中測得的最高聲音速度僅為所述最大聲音速度的一半。
聲波可以穿透各種介質,例如空氣或水。 根據他們穿越的東西,它們以不同的速度運動。 例如,它們在固體中的移動比在液體或氣體中的移動要快得多,因此,如果您收聽沿路線而不是空中傳播的聲音,則可以更快地聽到即將來臨的火車。
阿爾伯特·愛因斯坦的狹義相對論為波的傳播速度(即光速)設定了絕對極限,該速度約為每秒300.000萬公里。 然而,到目前為止,尚不清楚聲波在穿過固體或液體時是否也具有上限速度。 到目前為止。 倫敦瑪麗皇后大學,劍橋大學和俄羅斯Troiksk高壓物理研究所的科學家發現,聲速取決於兩個無量綱的基本常數:微妙的結構常數和質子與電子的質量比。他們的工作成果在雜誌“科學進展“已經出版。 (圖片來源:Pixelbay)
音速
倫敦瑪麗大學的Kostya Trachenko和他的同事們以兩個眾所周知的物理常數開始了他們的研究:質子質量與電子質量之比以及表徵帶電粒子之間相互作用力的微妙結構常數。 根據特拉琴科的說法,我們對這些價值觀有一個很好的想法。 如果至少對其進行了一些更改,那麼宇宙將不會像以前那樣改變。 -如果我們將這些常數改變幾個百分點,質子可能不再穩定,甚至恆星中的過程也可能停止,這將導致重元素的合成,從而不再有碳,也就沒有生命”,特拉琴科說。
這兩個常數在理解我們的宇宙中起著重要的作用。 它們的微調值調節了核反應,例如質子衰變和恆星中的核聚變,它們之間的平衡確保了生態圈的存在,即在恆星周圍的地方,行星具有維持生命的正確條件。然而,新發現表明,這兩個基本常數還可以通過對材料屬性(例如聲速)設置特定的限制來影響其他科學領域,例如材料科學和凝聚態物理。
這些常數控制著宇宙,並且聲音的速度僅限於它們。 光速決定了宇宙中的極限速度極限。 細微的結構常數決定了帶電粒子相互作用的力。 結合另一個常數(質子與電子質量之比),這些數字會限制聲速。
最高音速
聲音是一種傳播的波,它使相鄰的粒子彼此相互作用,因此它們的速度取決於材料的密度以及其中原子的連接方式。 特拉琴科和他的同事利用了這一事實,並結合質子與電子的質量比以及微妙的結構常數,計算出聲音在理論上可以在任何液體或固體中移動的最大速度:大約每秒36公里-人們普遍認為,聲音達到鑽石中最高的速度是因為它是最堅硬的材料,但是我們不知道聲音的移動速度在理論上是否存在根本性的限制,”特拉琴科說。