Los científicos calculan la velocidad máxima del sonido.

    Lo que solemos llamar “velocidad del sonido” es en realidad la velocidad que alcanzan las ondas sonoras en el aire, a una temperatura de 20°C: aproximadamente 343 metros por segundo. Pero esto puede variar dependiendo de la temperatura y el material. Por ejemplo, a una temperatura atmosférica de -10 °C, la velocidad desciende a 325 m/s, mientras que en aluminio sube a 6.320 m/s.

    La investigación llevada a cabo en la Universidad Queen Mary de Londres, en colaboración con la Universidad de Cambridge y el Instituto de Física de Alta Presión en Troitsk, Rusia, encontró la velocidad de sonido más rápida posible: 36 metros por segundo. 



    Las ondas sonoras, o cualquier onda, son perturbaciones que mueven energía de un lugar a otro. La velocidad de este movimiento depende del medio por el que viaja la onda. En el caso del sonido, se mueve más rápido a través de los sólidos que a través de los líquidos o gases. Cuanto más rígido es el medio, más rápido viaja el sonido.

    Es por eso que, por ejemplo, puedes escuchar un tren acercándose mucho más rápido si acercas la oreja a las vías. Por la misma razón, las ballenas pueden vincularse a largas distancias en el océano, ya que el agua es más pacífica que el aire.

    Los científicos calculan la velocidad máxima del sonido.

    Un F-15E Strike Eagle rompe la barrera del sonido durante un ejercicio de entrenamiento. Imagen: Fuerza Aérea de EE. UU. / Aerotécnico de Primera Clase Lauren M. Johnson

    Hasta ahora, la velocidad más alta registrada para el sonido era de 12 metros por segundo, pasando la onda a través de un diamante. El nuevo número, sin embargo, es más del doble. Es imposible medir la velocidad del sonido en todos los materiales existentes, pero los científicos han logrado establecer un límite basado en las constantes fundamentales, los parámetros universales por los que entendemos la física del universo.



    La teoría de la relatividad especial de Einstein establece el límite absoluto de velocidad a la que puede viajar una onda, que es la velocidad de la luz, en unos 300 kilómetros por segundo. El nuevo estudio, publicado en la revista Science Advances, muestra que predecir el límite superior de la velocidad del sonido depende de dos constantes adimensionales fundamentales: la constante de estructura fina y la relación de masa de protón a electrón.

    Estos dos números son conocidos por los físicos. Gobiernan las reacciones nucleares, la descomposición de protones y la síntesis nuclear en las estrellas. El equilibrio entre ellos proporciona una estrecha "zona habitable" donde pueden formarse estrellas y planetas y pueden emerger estructuras moleculares que sustentan la vida.

    Los científicos probaron la influencia de estas dos constantes en una amplia variedad de materiales y abordaron una predicción específica de su teoría de que la velocidad del sonido debería disminuir la masa del átomo. Esta predicción implica que el sonido viaja más rápido a través del hidrógeno atómico sólido.

    El problema es que para que el elemento llegue a este punto se necesita una presión superior al millón de atmósferas, lo mismo que en el núcleo de los gigantes gaseosos, Júpiter. En este entorno, el hidrógeno se convierte en un sólido metálico superconductor. Partiendo de esta premisa, los investigadores realizaron cálculos mecánicos cuánticos de última generación y descubrieron que la velocidad del sonido en el hidrógeno atómico sólido está cerca del límite teórico fundamental.

    “El cálculo de ondas de sonido en sólidos ya es extremadamente importante en muchos campos científicos. Por ejemplo, los sismólogos usan ondas de sonido iniciadas por terremotos en el interior de la Tierra para comprender la naturaleza sísmica de ciertos eventos y las propiedades de la posición de la Tierra". del estudio.



    Vía: Science Alert

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