Gyles Lewis
0 
3727
637
Det er ikke lyden av et massivt jordskjelv under vann, og det er heller ikke lyden av en pistol reker som kniper klørne høyere enn en Pink Floyd-konsert. Det er faktisk lyden av en bitteliten vannstråle - omtrent halvparten av bredden av et menneskehår - som blir rammet av en enda tynnere røntgenlaser.
Du kan faktisk ikke høre denne lyden, fordi den ble opprettet i et vakuumkammer. Det er trolig det beste, med tanke på at rundt 270 desibel er disse buldrende trykkbølgene enda høyere enn NASAs høyeste rakettoppskyting noensinne (som målte rundt 205 desibel). Imidlertid kan du se lydens mikroskopisk ødeleggende effekter i aksjon, takket være en serie ultra-slow-motion videoer spilt inn på SLAC National Accelerator Laboratory i Menlo Park, California, som del av en ny studie. [Tiny Grandeur: Fantastiske bilder av de veldig små]
I videoen over, som ble filmet på omtrent 40 nanosekunder (40 milliarddeler av et sekund), deler den pulserende laseren øyeblikkelig vannstrålen i to, fordamper væsken som den berører mens han sender kraftige trykkbølger som vingler ned på hver side av jetstrålen. Disse bølgene skaper flere bølger, og med omtrent 10 nanosekunder i dannes det svimlende svarte skyer med kollapsende bobler på hver side av hulrommet.
I følge Claudiu Stan, en fysiker ved Rutgers University i Newark, New Jersey, og en av studiens medforfattere, representerer disse trykkbølgene sannsynligvis den høyest mulig undervannslyden. Hvis det var noe høyere, ville lyden "koke væsken," fortalte Stan - og når vannet koker, har lyden ikke noe medium å passere gjennom.
Hvorfor prøve å oppdage en lyd som skiller fra seg sitt eget medium? I følge Stan kan det å forstå grensene for lyd under vann hjelpe forskere med å designe fremtidige eksperimenter.
Forskere suspenderer jevnlig små biter av spennende materie - for eksempel en spesifikk type proteinkrystall - i væskedyser og sprenger dem med lasere for å bestemme deres kjemiske egenskaper. Hvis forskere vet nøyaktig hvor intens en laserpuls kan være uten å ødelegge væsken ved et uhell, kan det forbedre måten disse eksperimentene utføres på, sa Stan. Det er spesielt sant for studier der forskere treffer prøver av materiale med høydrevne bjelker for å teste materialets strukturell integritet.
"Denne forskningen kan hjelpe oss med å undersøke i fremtiden hvordan mikroskopiske prøver vil reagere når de vibreres kraftig av lyd under vann," sa Stan.
Dette er ikke første gang SLAC-forskere bruker denne røntgenlaser for å teste fysikkens grenser. I en studie fra 2017 brukte forskere den samme laseren for å sprenge elektronene ut av et atom, og skapte et "molekylært svart hull" som sugde inn alle tilgjengelige elektroner fra atomer i nærheten. Samtidig resulterer den studien og den nye i en utilgjengelig konklusjon: Lasere er virkelig, skikkelig kule.
Den nye studien ble publisert 10. april i tidsskriftet Physical Review Fluids.
- Dissecting Decibels: The Loudest Animals (Infographic)
- The Mysterious Physics of 7 Everyday Things
- Gallery of Wonders: The Weirdest World Records
Opprinnelig publisert på .