Peter Tucker
0 
4821
1062
Non è il suono di un enorme terremoto sottomarino, né il suono di una pistola che fa schioccare gli artigli più forte di un concerto dei Pink Floyd. È, infatti, il suono di un minuscolo getto d'acqua - circa la metà della larghezza di un capello umano - che viene colpito da un laser a raggi X ancora più sottile.
In realtà non puoi sentire questo suono, perché è stato creato in una camera a vuoto. Probabilmente è meglio così, considerando che, a circa 270 decibel, queste onde di pressione rimbombanti sono persino più rumorose del lancio di un razzo più rumoroso della NASA (che misurava circa 205 decibel). Tuttavia, puoi vedere gli effetti microscopicamente devastanti del suono in azione, grazie a una serie di video in ultra slow motion registrati presso lo SLAC National Accelerator Laboratory di Menlo Park, in California, come parte di un nuovo studio. [Tiny Grandeur: Stunning Photos of the Very Small]
Nel video sopra, che è stato filmato in circa 40 nanosecondi (40 miliardesimi di secondo), il laser pulsante divide immediatamente il getto d'acqua in due, vaporizzando il fluido che tocca mentre invia potenti onde di pressione che oscillano su entrambi i lati del getto. Queste onde creano più onde e, entro circa 10 nanosecondi, si formano frizzanti nuvole nere di bolle che collassano su ciascun lato della cavità.
Secondo Claudiu Stan, un fisico della Rutgers University di Newark, nel New Jersey, e uno dei coautori dello studio, queste onde di pressione rappresentano probabilmente il suono subacqueo più forte possibile. Se fosse più forte, il suono "farebbe effettivamente bollire il liquido", ha detto Stan - e una volta che l'acqua bolle, il suono non ha alcun mezzo attraverso il quale passare..
Perché cercare di scoprire un suono che lacera il proprio mezzo? Secondo Stan, la comprensione dei limiti del suono sottomarino potrebbe aiutare i ricercatori a progettare esperimenti futuri.
Gli scienziati sospendono regolarmente piccoli pezzi di materia intrigante, ad esempio un tipo specifico di cristallo proteico, in getti di fluido e li fanno saltare con laser per determinarne le proprietà chimiche. Se gli scienziati sanno con precisione quanto può essere intenso un impulso laser senza distruggere accidentalmente il liquido, ciò potrebbe migliorare il modo in cui vengono eseguiti questi esperimenti, ha detto Stan. Ciò è particolarmente vero per gli studi in cui gli scienziati colpiscono campioni di materiale con fasci ad alta potenza per testare il materiale. integrità strutturale.
"Questa ricerca può aiutarci a indagare in futuro in che modo i campioni microscopici risponderebbero quando sono fortemente vibrati dal suono subacqueo", ha detto Stan.
Questa non è la prima volta che i ricercatori dello SLAC utilizzano questo laser a raggi X per testare i limiti della fisica. In uno studio del 2017, i ricercatori hanno utilizzato lo stesso laser per far esplodere gli elettroni da un atomo, creando un "buco nero molecolare" che ha risucchiato tutti gli elettroni disponibili dagli atomi vicini. Presi in tandem, quello studio e quello nuovo portano a una conclusione inattaccabile: i laser sono davvero, davvero fantastici.
Il nuovo studio è stato pubblicato il 10 aprile sulla rivista Physical Review Fluids.
- Dissecting Decibel: The Loudest Animals (Infografica)
- La misteriosa fisica di 7 cose quotidiane
- Gallery of Wonders: The Weirdest World Records
Pubblicato originariamente su .