Une équipe internationale dirigée par des Britanniques a trouvé la vitesse maximale du son, environ 100 fois celle de l'air
Il est sur le point de finir écrasé, sa mère le sauveLe son peut parcourir au maximum 36 kilomètres en une seconde : une équipe internationale dirigée par des Anglais a trouvé la vitesse maximale du son, environ 100 fois celle dans l'air. La découverte ouvre des portes importantes sur la sismologie et les sciences des matériaux.
La vitesse du son dans l'air est d'environ 340 mètres / s (chiffres qui varient avec la température), ce qui signifie environ 0.3 kilomètre / s. Cependant, cette valeur change sensiblement avec le milieu dans lequel le son se propage car, contrairement à la lumière, le son est une onde mécanique, qui a besoin d'un "support" pour se déplacer.
De même qu'il est différent de voyager à vélo ou en avion, cette vague se déplace aussi plus ou moins vite selon "qui l'amène". Aujourd'hui pourtant, on sait que sa vitesse ne peut excéder 36 km/s, soit environ 100 fois celle dans les airs.
En général, le son se propage mieux dans les solides que dans les liquides ou les gaz, c'est pourquoi nous entendons un train qui approche beaucoup plus tôt si nous rapprochons nos oreilles des voies au lieu de les laisser en contact avec l'air.
L'étude qui a trouvé cette valeur, maintenant appelée la limite supérieure de la vitesse du son, a été menée sur un plan théorique et a démontré comment cette prédiction dépend de deux facteurs fondamentaux : la constante de structure fine et le rapport de masse proton-électron.
Ces deux constantes étaient déjà connues, entre autres, pour régir les réactions nucléaires telles que la désintégration des protons et la synthèse nucléaire dans les étoiles, ainsi que pour définir la "zone habitable" étroite où les étoiles et les planètes peuvent se former et les structures moléculaires qui les supportent. la vie peut émerger.
Les scientifiques, cependant, ne se sont pas arrêtés à faire des prédictions théoriques basées sur des calculs et des calculs, mais ont également testé leurs hypothèses sur une large gamme de matériaux, montrant que la valeur diminue avec la masse de l'atome, et que donc le son est plus rapide. dans l'hydrogène atomique solide, puisque l'hydrogène est l'élément chimique avec la plus petite masse.
Ce nouveau matériau "mathématiquement parfait" est capable d'annuler n'importe quel son
Or dans la nature l'hydrogène est notoirement un gaz (molécule formée de deux atomes égaux), et ne devient un solide atomique qu'à très haute pression, supérieure à 1 million d'atmosphères, comparable à celle du noyau des géantes gazeuses comme Jupiter. À ces pressions, l'élément conduit l'électricité comme le cuivre et devrait être un supraconducteur à température ambiante.
Tout calculé et tout vérifié : les chercheurs ont en effet découvert grâce à des calculs de mécanique quantique de pointe que le vitesse du son dans l'hydrogène atomique solide elle est proche de la limite fondamentale théorique.
La portée de la découverte est avant tout scientifique : jusqu'à présent on ne savait que quelle était la vitesse limite absolue à laquelle une onde peut se déplacer, celle de la lumière, (environ 300.000 XNUMX km/s, comme l'établit la théorie de la relativité d'Einstein). Mais la lumière est une onde électromagnétique et la valeur est que dans le vide. Pour la première fois maintenant, il s'avère que même à travers un médium il y a une limite supérieure qu'une vague ne peut pas dépasser.
Mais ça ne s'arrête pas là.
"Les ondes sonores dans les solides sont déjà extrêmement importantes dans de nombreux domaines scientifiques - explique Chris Pickard, co-auteur de l'étude - Par exemple, les sismologues utilisent des ondes sonores déclenchées par tremblements de terre profonds à l'intérieur de la Terre pour comprendre la nature des événements sismiques et les propriétés de la composition de notre planète. Ils intéressent également scientifiques des matériaux parce que les ondes sonores sont liées à des propriétés élastiques importantes, notamment la capacité à résister au stress ».
Le pas franchi pourrait donc être un saut dans de nombreux domaines technologiques, dont certains nous tiennent particulièrement à cœur.
La recherche a été publiée dans Science Advances.
Sources de référence : Université Queen Mary de Londres / Science Advances
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