ロンドンのクイーン メアリー大学、ケンブリッジ大学、およびトロイツカの高圧力物理学研究所による共同研究で、可能な限り最大の音速が発見されました。
その結果、秒速約 36 km となり、世界で最も硬いと知られている物質であるダイヤモンドの音速の約 倍になります。
音波や光波などの波は、エネルギーをある場所から別の場所に移動させる擾乱です。 音波は、空気や水などのさまざまな媒体を伝わり、通過するものに応じてさまざまな速度で伝わります。 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、空気中よりもレールに沿って移動する音を聞くと、近づいてくる列車をはるかに速く聞くことができます.
アインシュタインの特殊相対性理論は、波が移動できる速度に絶対的な制限を設定します。これは、光の速度に等しく、秒速約 300 km に相当します。 しかし、音波が固体中を移動するときと液体中を移動するときの速度に上限があるかどうかは、これまで知られていませんでした。
この研究はサイエンス・アドバン誌に掲載されました。cesは、音速の上限の予測が、一定の微細構造と陽子と電子の質量比という 2 つの無次元の基本定数に依存することを示しています。
科学者たちは、幅広い材料について理論的予測をテストし、理論の 1 つの特定の予測に対処しました。それは、音速は原子質量とともに減少するはずであるというものです。 この予言は、音は固体原子状水素の中で最も速いことを暗示しています。 しかし、水素は万気圧を超える非常に高い圧力を持つ固体であり、木星などの巨大ガス惑星の中心部に匹敵する圧力です。 これらの圧力では、水素は奇妙な金属固体になり、銅とまったく同じように電気を伝導し、室温で超伝導体になると予測されています。 そこで研究者は、最先端の量子力学的計算を実行してこの予測をテストし、固体原子水素の音速が理論上の基本限界に近いことを発見しました。
ケンブリッジ大学の材料科学教授である Chris Pickard 教授は、次のように述べています。 たとえば、地震学者は、地震の影響、イベント、および地球の組成の特性の性質を理解するために、地球の奥深くで発生する地震によって引き起こされる音波を使用します。 また、音波は負荷に耐える能力などの重要な弾性特性に関連しているため、材料科学者にとっても興味深いものです。」
また読む：