Ученые создают самый громкий звук

Команда во главе с Габриэлем Блажем, научным сотрудником Национальной лаборатории SLAC и Стэнфордского университета, создала, возможно, самый громкий подводный звук. Используя рентгеновский лазер SLAC Linac Coherent Light Source (LCLS), исследователи разорвали крошечные струи воды, чтобы создать невероятное звуковое давление выше 270 децибел.

Удивительно, но существует фактический верхний предел того, насколько интенсивным может быть шум. Большинство людей, которые посещали уроки физики, слышали о шкале децибел, которая измеряет громкость звука. На самом нижнем конце шкалы находится предел человеческого слуха - это такие вещи, как жужжание комара в 3 метрах. При 55 децибелах мы слышим звук обычных разговоров, будильник срабатывает на 80 децибелах, бензопила - 100 децибел, а болезненный звук реактивных самолетов на расстоянии 100 м - 130 децибел. Увеличение идет до уровня рок-концерта в 150 децибел (и это не шутки).

Самый громкий звук в мире

Как ни странно, в воздухе звук не может превышать 194 децибел, а в воде - около 270. 

Это немного похоже на жару. Абсолютный ноль - самая холодная температура, которая возможна, потому что, как только вы выкачаете всю энергию из объекта, молекулы перестают двигаться, и температура не может опускаться еще больше. Существует также теоретический верхний предел температуры. Вы можете нагреть вещи до сотен миллионов градусов, но в какой-то момент в перегретой плазме так много энергии, что атомы разрушаются. Добавьте больше энергии, и все, что происходит, - это создание большего количества субатомных частиц.

То же самое относится и к звуку, который является волной давления. При нулевых децибелах волны давления нет, но на другом конце среда, через которую проходит звук, начинает разрушаться, поэтому она не может стать громче.

Это то, что произошло, когда исследователи с помощью рентгеновского лазера ударили микроструи воды (диаметром от 14 до 30 микрометров). Когда короткие рентгеновские импульсы попадали в воду, она испарялась и создавала ударную волну. Затем эта ударная волна прошла сквозь струю и сформировала себя в «ударной волне», состоящей из чередующихся зон высокого и низкого давления. Другими словами, очень громкий подводный звук.

Команда обнаружила, что, как только интенсивность этого звука превысила определенный порог, вода распалась и превратилась в маленькие наполненные паром пузырьки, которые сразу же разрушились в процессе, называемом кавитацией. Это явление также наблюдается в высокоскоростных винтах. Это также означает, что, поскольку давление в генерируемой рентгеновским излучением звуковой волне чуть ниже порогового значения, оно настолько громкое, насколько может быть подводный звук.

По словам команды, это открытие имеет не только академическую ценность. Благодаря лучшему пониманию того, как работают эти ударно-волновые механизмы, можно найти способы защиты миниатюрных образцов, подвергающихся атомному анализу внутри водяных струй, от повреждения, что могло бы оказать большую помощь в разработке более эффективных лекарств и материалов. опубликовано econet.ru  

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

по материалам newatlas.com

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet