是哪样物质让响声能以这般速传播?


在我们谈及音速,一般 就是指响声在空气传播的速率约每秒钟 343 米,但是响声在别的物质能够 散播迅速。近期英国剑桥大学、纽约玛丽王后高校与俄罗斯科学院髙压物理研究所精英团队明确,音速更快达到每秒钟 36 千米,比在空气传播的速度更快 100 倍,也比以前测得最大极速 12 千米快 3 倍。

是哪样物质让响声能以这般髙速传播?科学研究工作人员依据「精细结构常数」与「质子电子质量比」下结论:于髙压自然环境被转化成非常容易导电性的固态氢。但哪有这类原素?气态巨行星木星关键最深处。

声波可通过不一样物质(如气体或水)传播且速率不一样,例如在固态传播速率比液體或汽体还快,这就是为何你将耳朵里面贴在火车轨道上,可迅速听见远处列车行车的响声。

而牛顿的狭义相对论为波速设下极限,也就是超快速,真空泵中更快每秒钟可跑 299,792,458 米,但到迄今为止,生物学家不确定性响声在固态或液體传播是不是也是有速率限制,直至近期发布在《科学进展》杂志期刊的研究表明,音速限制在于 2 个无因次的基础常数:精细结构常数(Fine structure constant)、质子电子质量比(proton-to-electron mass ratio)。

这 2 个常数对科学家而言一点也不生疏,叙述宇宙空间免不了他们,如核反应、质子衰变、行星核结合等都与这 2 个常数值相关;除此之外,这 2 数量的均衡也意味着「适居带」,在该地区,大行星可产生保持性命的分子式。新科学研究进一步说明,这 2 个基础常数还能够设下特殊原材料特性(如音速)的限定,危害别的科学领域如:管理科学、凝态物理等。

科学研究工作人员最先明确提出基础理论预测分析,觉得音速应随原子品质降低减少,因而响声在固态原子氢内传播更快,殊不知氢仅在 100 万大气压强之上才会以固体原子展现,与木星等气态巨行星关键的工作压力非常,因而精英团队开展最优秀的物理学计算,发觉固体原子氢的音速贴近基础理论極限。

生物学家坚信此项科学研究結果可协助掌握与高温超导有关的各种各样特点(如导热率)極限,进一步运用在夸克胶子电浆,乃至超级黑洞物理。

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