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Os cientistas determinaram a velocidade máxima possível do som


Um grupo internacional de cientistas estabeleceu um limite superior para a velocidade do som, que é de cerca de 36 quilômetros por segundo. Até agora, a maior velocidade do som foi medida em um diamante e foi apenas cerca de metade do máximo declarado.


As ondas sonoras podem penetrar em vários meios, como ar ou água. Dependendo do que eles estão cruzando, eles se movem em velocidades diferentes. Por exemplo, eles se movem muito mais rápido através de sólidos do que líquidos ou gases, portanto, um trem que se aproxima pode ser ouvido mais cedo se você ouvir o som viajando ao longo da rota, em vez de no ar.

A teoria da relatividade especial de Albert Einstein estabelece um limite absoluto para a velocidade na qual uma onda pode se propagar, ou seja, a velocidade da luz, que é cerca de 300.000 km por segundo. Até agora, no entanto, não se sabe se as ondas sonoras também têm um limite superior de velocidade ao cruzar sólidos ou líquidos. Até agora. Cientistas da Queen Mary University of London, Cambridge University e do Institute of High Pressure Physics em Troiksk, Rússia, descobriram que a velocidade do som depende de duas constantes fundamentais adimensionais: a constante estrutural sutil e a razão entre a massa do próton e o elétron. Os resultados do seu trabalho estão na revista "Os avanços da ciência"foi publicado. (Fonte da imagem: Pixelbay)


velocidade do som

Kostya Trachenko, da Queen Mary University, em Londres, e seus colegas começaram suas pesquisas com duas constantes físicas conhecidas: a razão entre a massa do próton e a massa do elétron e a constante estrutural sutil que caracteriza a força das interações entre as partículas carregadas. De acordo com Trachenko, temos uma boa ideia desses valores. Se você os tivesse mudado pelo menos um pouco, o universo não seria como é. - Se mudarmos essas constantes em alguns por cento, o próton pode não ser mais estável, e até mesmo os processos nas estrelas poderiam parar, o que levaria à síntese de elementos pesados, de modo que não haveria mais carbono e não haveria mais vida , "diz Trachenko.


Essas duas constantes desempenham um papel importante na compreensão do nosso universo. Seus valores finamente ajustados regulam reações nucleares, como decadência de prótons e fusão nuclear em estrelas, e o equilíbrio entre eles garante a existência de uma ecosfera, ou seja, um lugar ao redor das estrelas onde os planetas têm as condições certas para sustentar a vida. No entanto, novas descobertas sugerem que essas duas constantes fundamentais também podem influenciar outras áreas da ciência, como a ciência dos materiais e a física da matéria condensada, estabelecendo limites específicos nas propriedades dos materiais, como a velocidade do som.

Essas constantes governam o cosmos e a velocidade do som é limitada a elas. A velocidade da luz determina o limite de velocidade final do universo. Uma constante estrutural sutil determina a força com a qual as partículas eletricamente carregadas interagem umas com as outras. Em combinação com outra constante - a razão das massas de prótons e elétrons - esses números resultam no limite de velocidade do som.

Velocidade máxima do som

O som é uma onda que se propaga, fazendo com que as partículas vizinhas interajam umas com as outras, de modo que sua velocidade depende da densidade do material e da maneira como os átomos nele estão conectados. Trachenko e seus colegas fizeram uso desse fato e, junto com a razão da massa do próton para o elétron e a constante da estrutura sutil, calcularam a velocidade máxima com que um som poderia teoricamente se mover em qualquer líquido ou sólido: cerca de 36 quilômetros por segundo. - Acreditava-se amplamente que o som atinge a velocidade mais alta em um diamante porque é o material mais duro, mas não sabíamos se havia restrições teoricamente fundamentais sobre a velocidade com que um som pode se mover ", diz Trachenko.