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科学者は音の可能な最大速度を決定しました


科学者の国際的なグループは、音速の上限を設定しました。それは毎秒約36キロメートルです。 これまでのところ、最高音速はダイアモンドで測定されており、記載されている最大速度の約半分にすぎませんでした。


音波は、空気や水などのさまざまな媒体に浸透する可能性があります。 交差するものに応じて、異なる速度で移動します。 たとえば、液体や気体よりも固体の方がはるかに速く移動するため、空中ではなくルートに沿って伝わる音を聞くと、対向列車の音が早く聞こえます。

アルバート・アインシュタインの特殊相対性理論は、波が伝播できる速度、つまり毎秒約300.000kmの光速に絶対的な限界を設定します。 しかし、これまでのところ、音波が固体または液体を通過するときに速度の上限があるかどうかは不明です。 今まで。 ロンドンのクイーンメアリー大学、ケンブリッジ大学、およびロシアのトロイクスクにある高圧物理学研究所の科学者は、音速がXNUMXつの無次元の基本定数に依存することを発見しました。微妙な構造定数と電子に対するプロトン質量の比率です。彼らの仕事の結果は雑誌にあります "科学の進歩"が公開されました。 (画像ソース:Pixelbay)


音速

ロンドンのクイーンメアリー大学のコスチャトラチェンコと彼の同僚は、XNUMXつのよく知られた物理定数から研究を始めました。電子質量に対するプロトン質量の比率と、荷電粒子間の相互作用の力を特徴付ける微妙な構造定数です。 Trachenkoによると、これらの値についてはかなり良い考えがあります。 あなたがそれらを少なくとも少し変えていたら、宇宙はそれがするように見えないでしょう。 -これらの定数を数パーセント変更すると、陽子が安定しなくなり、星のプロセスでさえ停止する可能性があります。これにより、重元素が合成され、炭素や生命がなくなります。 、」とTrachenkoは言います。


これらのXNUMXつの定数は、私たちの宇宙を理解する上で重要な役割を果たします。 それらの微調整された値は、星の陽子崩壊や核融合などの核反応を調節し、それらの間のバランスは、エコスフィア、つまり惑星が生命を維持するための適切な条件を持っている星の周りの場所の存在を保証します。しかし、新しい発見は、これらのXNUMXつの基本定数が、音の速度などの物質特性に特定の制限を設定することによって、物質科学や凝縮物質物理学などの他の科学分野にも影響を与える可能性があることを示唆しています。

これらの定数は宇宙を支配し、音速はそれらに制限されます。 光の速度は、宇宙の究極の制限速度を決定します。 微妙な構造定数は、荷電粒子が互いに相互作用する力を決定します。 別の定数(プロトンと電子の質量の比率)と組み合わせると、これらの数値によって音速が制限されます。

音速の最高速度

音は伝播する波であり、隣接する粒子を相互作用させるため、それらの速度は材料の密度とその中の原子が接続されている方法に依存します。 Trachenkoと彼の同僚はこの事実を利用し、電子に対する陽子の質量の比率と微妙な構造の定数とともに、音が液体または固体内で理論的に移動できる最大速度を計算しました。毎秒約36キロメートル。 -ダイヤモンドは最も硬い素材であるため、音が最高速度に達すると広く信じられていましたが、音の移動速度に理論的に根本的な制限があるかどうかはわかりませんでした」とTrachenko氏は言います。