Descubre la máxima velocidad del sonido. yo estudio

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Elia Tabuenca García
@eliatabuencagarcía

Un equipo internacional liderado por británicos ha encontrado la velocidad máxima del sonido, unas 100 veces mayor que en el aire.

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El sonido puede viajar un máximo de 36 kilómetros en un segundo: un equipo internacional liderado por ingleses ha encontrado la velocidad máxima del sonido, unas 100 veces mayor que en el aire. El descubrimiento abre puertas importantes en la sismología y las ciencias de los materiales.





La velocidad del sonido en el aire es de unos 340 metros/s (cifras que varían con la temperatura), lo que significa unos 0.3 kilómetros/s. Sin embargo, este valor cambia significativamente con el medio en el que se propaga el sonido porque, a diferencia de la luz, el sonido es una onda mecánica, que necesita un "soporte" para viajar.

Así como es diferente viajar en bicicleta o en avión, esta ola también se mueve más o menos rápido según "quien la trae". Sin embargo, hoy sabemos que su velocidad no puede superar los 36 km/s, unas 100 veces más que en el aire.

En general, el sonido se propaga mejor en sólidos que en líquidos o gases, por lo que oímos mucho antes un tren que se aproxima si acercamos el oído a las vías en lugar de dejarlas en contacto con el aire.

El estudio que encontró este valor, ahora llamado el límite superior de la velocidad del sonido, se realizó a nivel teórico y demostró cómo esta predicción depende de dos factores fundamentales: la constante de estructura fina y la relación de masa protón-electrón.

Estas dos constantes ya se conocían, entre otras cosas, para gobernar reacciones nucleares como la desintegración de protones y la síntesis nuclear en estrellas, así como para definir la estrecha "zona habitable" donde se pueden formar estrellas y planetas y las estructuras moleculares que los sustentan. la vida puede surgir.

Los científicos, sin embargo, no se detuvieron a hacer predicciones teóricas basadas en cálculos y cálculos, sino que también probaron sus hipótesis en una amplia gama de materiales, demostrando que el valor disminuye con la masa del átomo y que, por lo tanto, el sonido es más rápido. en hidrógeno atómico sólido, ya que el hidrógeno es el elemento químico de menor masa.



Este nuevo material 'matemáticamente perfecto' es capaz de anular cualquier sonido

Sin embargo, en la naturaleza, el hidrógeno es notoriamente un gas (molécula formada por dos átomos iguales), y se convierte en un sólido atómico solo a muy alta presión, por encima de 1 millón de atmósferas, comparable a la del núcleo de gigantes gaseosos como Júpiter. A esas presiones, el elemento conduce la electricidad como el cobre y se espera que sea un superconductor a temperatura ambiente.

Todo calculado y todo verificado: de hecho, los investigadores han descubierto a través de cálculos mecánicos cuánticos de última generación que el velocidad del sonido en hidrógeno atómico sólido está cerca del límite fundamental teórico.

El alcance del descubrimiento es ante todo científico: hasta ahora solo se conocía cuál era el límite absoluto de velocidad a la que puede viajar una onda, la de la luz, (unos 300.000 km/s, tal y como establece la teoría de la relatividad de Einstein). Pero la luz es una onda electromagnética y el valor es que en el vacío. Por primera vez ahora resulta que incluso a través de un medio hay un límite superior que una onda no puede exceder.

Pero no se detiene allí.

"Las ondas de sonido en los sólidos ya son extremadamente importantes en muchos campos científicos - explica Chris Pickard, coautor del estudio - Por ejemplo, los sismólogos usan ondas de sonido provocadas por terremotos profundos dentro de la Tierra para comprender la naturaleza de los eventos sísmicos y las propiedades de la composición de nuestro planeta. También son de interés para científicos de materiales porque las ondas sonoras están relacionadas con importantes propiedades elásticas, entre ellas la capacidad de resistir esfuerzos”.


El paso dado podría ser, por tanto, un salto en muchos campos tecnológicos, algunos de los cuales son especialmente importantes para nosotros.


La investigación fue publicada en Science Advances.

Fuentes de referencia: Queen Mary University of London / Science Advances

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