Британские и российские ученые впервые рассчитали максимально возможную скорость звука – 36 километров в секунду. Этот показатель почти в два раза превышает скорость звука в самом твердом материале – алмазе, сообщает журнал Science Advances.
Скорость звука определяет упругость и плотность среды: в газах и жидкостях она меньше, а в твердых телах – больше. Ученым из Лондонского университета Королевы Марии, Кембриджского университета и Института физики высоких давлений в Троицке удалось высчитать максимально возможную скорость звука при помощи постоянной тонкой структуры и отношения масс протона и электрона.
Исследователи предположили, что скорость звука будет уменьшаться при увеличении массы атома. Согласно этой гипотезе, наиболее быстрый звук должен оказаться твердом атомарном водороде. При помощи сложных квантово-механических расчетов ученые подтвердили свое предположение – скорость звука в твердом атомарном водороде оказалась близкой к теоретическому фундаментальному пределу.
Один из авторов исследования, профессор материаловедения из Кембриджского университета Крис Пикард подчеркнул, что звуковые волны в твердых телах играют важную роль во многих областях науки.
«Например, сейсмологи используют звуковые волны, вызванные землетрясениями, чтобы понять природу и внутреннее строение Земли. Они также представляют интерес для материаловедов, потому что определяют упругие свойства материалов, их способность противостоять нагрузкам», – объяснил ученый.
Исследователи надеются, что результаты их работы помогут выявить пределы вязкости и теплопроводности, которые необходимы в расчетах,связанных с высокотемпературной сверхпроводимостью, кварк-глюонной плазмой и физикой черных дыр.
Ранее тень от черной дыры подтвердила правоту Альберта Эйнштейна. Выяснилось, что размер тени соответствует параметрам, предсказанным в общей теории относительности. Ученым предстоит узнать, верна ли теория для других астрофизических объектов.
