런던의 Queen Mary University, Cambridge University 및 Troitska의 고압 물리학 연구소의 공동 연구에서 가능한 최대 음속을 발견했습니다.
그 결과 초당 약 36km로 알려진 세계에서 가장 단단한 물질인 다이아몬드 음속의 약 두 배입니다.
음파 또는 광파와 같은 파동은 에너지를 한 곳에서 다른 곳으로 이동시키는 교란입니다. 음파는 공기나 물과 같은 다양한 매체를 통해 이동할 수 있으며 통과하는 물체에 따라 다른 속도로 이동할 수 있습니다. 예를 들어 액체나 기체보다 고체를 통해 훨씬 빠르게 이동하므로 공기보다 레일을 따라 이동하는 소리를 들으면 기차가 다가오는 소리를 훨씬 빨리 들을 수 있습니다.
아인슈타인의 특수 상대성 이론은 파동이 이동할 수 있는 속도의 절대 한계를 설정하는데, 이는 빛의 속도와 같고 초속 약 300km에 해당합니다. 그러나 지금까지 음파가 고체나 액체를 통과할 때 상한 속도 제한이 있는지는 알려지지 않았습니다.
이 연구는 Science Advan 저널에 게재되었습니다.ces, 음속의 상한 예측은 2차원 무차원 기본 상수, 즉 일정한 미세 구조와 양성자와 전자의 질량비에 따라 달라짐을 보여줍니다.
과학자들은 광범위한 물질에 대한 이론적 예측을 테스트하고 그들의 이론에 대한 한 가지 특정 예측을 다루었습니다. 즉, 음속은 원자 질량에 따라 감소해야 한다는 것입니다. 이 예언은 소리가 고체 원자 수소에서 가장 빠르다는 것을 암시합니다. 그러나 수소는 1만 기압이 넘는 매우 높은 압력을 가진 고체로, 목성과 같은 거대 가스 행성의 핵에 버금가는 압력이다. 이러한 압력에서 수소는 구리와 정확히 동일한 방식으로 전기를 전도하는 이상한 금속 고체가 되며 상온에서 초전도체로 예측됩니다. 그래서 연구원들은 이 예측을 테스트하기 위해 최첨단 양자 역학 계산을 수행했으며 고체 원자 수소에서 소리의 속도가 이론적 기본 한계에 가깝다는 것을 발견했습니다.
캠브리지 대학의 재료 과학 교수인 Chris Pickard 교수는 다음과 같이 말했습니다. “고체의 음파는 많은 과학 분야에서 매우 중요합니다. 예를 들어, 지진학자는 지진의 영향, 사건, 지구 구성의 특성을 이해하기 위해 지구 깊은 곳에서 발생한 지진으로 인한 음파를 사용합니다. 또한 음파는 하중을 견딜 수 있는 능력을 포함하여 중요한 탄성 특성과 관련이 있기 때문에 재료 과학자들에게도 관심이 있습니다."
또한 읽기: