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Descubren la máxima velocidad del sonido. El estudio científico aquí...

 

El sonido puede viajar un máximo de 36 kilómetros en un segundo: un equipo internacional liderado por ingleses ha encontrado la velocidad máxima del sonido, unas 100 veces la del aire. El descubrimiento abre puertas importantes a la sismología y las ciencias de los materiales.

 

La velocidad del sonido en el aire es de unos 340 metros / s (números que varían con la temperatura), lo que significa unos 0,3 kilómetros / s. Sin embargo, este valor cambia significativamente con el medio en el que se propaga el sonido porque, a diferencia de la luz, el sonido es una onda mecánica, que necesita un "soporte" para viajar.

 

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Así como es diferente viajar en bicicleta o en avión, esta ola también se mueve más o menos rápido en función de "quién la trae". Hoy, sin embargo, sabemos que su velocidad no puede superar los 36 km / s, unas 100 veces más que en el aire.

 

En general, el sonido se propaga mejor en sólidos que en líquidos o gases, por lo que escuchamos un tren que se acerca mucho antes si acercamos nuestros oídos a las vías en lugar de dejarlas en contacto con el aire.

 

El estudio que encontró este valor, ahora llamado límite superior de la velocidad del sonido, se realizó a nivel teórico y mostró cómo esta predicción depende de dos factores fundamentales: la constante de estructura fina y la relación de masa protón-electrón.

 

Estas dos constantes ya eran conocidas, entre otras cosas, para gobernar reacciones nucleares como la desintegración de protones y la síntesis nuclear en estrellas, así como para definir la estrecha "zona habitable" donde se pueden formar estrellas y planetas y las estructuras moleculares que sustentan la vida puede emerger.

 

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Los científicos, sin embargo, no se detuvieron a hacer predicciones teóricas basadas en cálculos y cálculos, sino que también probaron sus hipótesis en una amplia gama de materiales, mostrando que el valor disminuye con la masa del átomo, y que por tanto la el sonido es más rápido en hidrógeno atómico sólido, ya que el hidrógeno es el elemento químico con la masa más pequeña.

 

Sin embargo, en la naturaleza el hidrógeno es notoriamente un gas (molécula formada por dos átomos iguales), y se convierte en un sólido atómico solo a muy alta presión, por encima de 1 millón de atmósferas, comparable a la del núcleo de gigantes gaseosos como Júpiter. A esas presiones, el elemento conduce la electricidad como el cobre y se espera que sea un superconductor a temperatura ambiente.

 

Todo calculado y todo verificado: los investigadores de hecho han descubierto a través de cálculos de mecánica cuántica de vanguardia que la velocidad del sonido en el hidrógeno atómico sólido está cerca del límite fundamental teórico.

 

El alcance del descubrimiento es ante todo científico: hasta ahora solo se conocía cuál era el límite absoluto de velocidad a la que puede viajar una onda, el de la luz, (unos 300.000 kilómetros / s, según establece la teoría de la relatividad de Einstein). . Pero la luz es una onda electromagnética y el valor es el del vacío. Por primera vez, ahora se descubre que incluso a través de un medio hay un límite superior que una onda no puede superar.

 

Pero no termina ahí...

 

"Las ondas sonoras en sólidos ya son extremadamente importantes en muchos campos científicos, explica Chris Pickard, coautor del estudio. Por ejemplo, los sismólogos utilizan ondas sonoras desencadenadas por terremotos en las profundidades de la Tierra para comprender la naturaleza de los eventos sísmicos y las propiedades de la composición de nuestro planeta. También son de interés para los científicos de materiales porque las ondas sonoras están relacionadas con importantes propiedades elásticas, incluida la capacidad de soportar tensiones ”.

 

Por tanto, el paso dado podría ser un salto en muchos campos tecnológicos, algunos de los cuales son especialmente importantes para nosotros.

 

 

La investigación fue publicada en Science Advances.

 

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