Максимальная скорость звука была установлена учеными

Волны, такие как звуковые или световые волны, — это колебания, которые перемещают энергию из одного места в другое. Звуковые волны могут проходить через разную среду, такую, как воздух или вода, и двигаться с разной скоростью в зависимости от того, через что они проходят. Например, они движутся через твердые тела намного быстрее, чем через жидкости или газы.

Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, показывает, что прогнозирование верхнего предела скорости звука зависит от двух безразмерных фундаментальных констант: постоянной тонкой структуры и отношения масс протона к электрону.

Уже известно, что эти два числа играют важную роль в понимании нашей Вселенной. Их точно настроенные значения управляют ядерными реакциями, такими как распад протона и ядерный синтез в звездах, а баланс между двумя числами обеспечивает узкую «обитаемую зону», где могут образовываться звезды и планеты и могут возникать поддерживающие жизнь молекулярные структуры. Однако новые результаты показывают, что эти две фундаментальные константы могут также влиять на другие области науки, такие как материаловедение и физика конденсированного состояния, путем установления ограничений на определенные свойства материала, такие как скорость звука.

Ученые проверили их теоретические предсказания на широком диапазоне материалов и рассмотрели одно конкретное предположение своей теории, согласно которому скорость звука должна уменьшаться с массой атома. Данная гипотеза подразумевает, что самым быстрым звук может быть в твердом атомарном водороде. Однако водород представляет собой твердое тело с очень высоким давлением, превышающим 1 миллион атмосфер, давление сравнимо с давлением в ядре газовых гигантов, таких как Юпитер. При таких давлениях водород становится металлическим твердым телом, проводящим электричество, точно так же, как медь, и, как предполагается, будет сверхпроводником при комнатной температуре. Поэтому исследователи выполнили современные квантово-механические расчеты, чтобы проверить эту гипотезу, и обнаружили, что скорость звука в твердом атомарном водороде близка к теоретическому фундаментальному пределу.