Es Gibt Neue Beweise Dafür, Dass Sound Viel - Alternative Ansicht

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Anonim

Ein Trio von Wissenschaftlern der Columbia University hat neue Beweise dafür gefunden, dass Schallwellen Masse tragen. In einem in der Zeitschrift Physical Review Letters veröffentlichten Artikel beschrieben Angelo Esposito, Rafael Krichevsky und Alberto Nicolis die Verwendung effektiver feldtheoretischer Techniken, um die Ergebnisse des Teams im letzten Jahr zu bestätigen, als sie versuchten, die von Schallwellen getragene Masse zu messen.

Ton trägt Masse. Warum ist es wichtig?

Viele Jahre lang waren Physiker davon überzeugt, dass Schallwellen Energie transportierten, aber es gab keine Hinweise darauf, dass sie auch Masse trugen. Es schien keinen Grund zu der Annahme zu geben, dass sie ein Gravitationsfeld erzeugen würden. Dies änderte sich letztes Jahr, als Nicolis und sein Kollege Riccardo Penco Beweise dafür entdeckten, dass konventionelle Weisheit möglicherweise falsch ist. Sie verwendeten die Quantenfeldtheorie, um zu zeigen, dass Schallwellen, die sich in superfluidem Helium bewegen, eine geringe Menge an Masse mit sich führen. Insbesondere fanden sie heraus, dass Phononen mit dem Gravitationsfeld so wechselwirkten, dass sie gezwungen waren, Masse wegzutragen, während sie sich durch das Medium bewegten. In der neuen Arbeit berichteten die Wissenschaftler, dass ähnliche Ergebnisse für die meisten Materialien zutreffen.

Mithilfe der effektiven Feldtheorie zeigten sie, dass eine Ein-Watt-Schallwelle, die sich eine Sekunde lang im Wasser bewegt, eine Masse von ungefähr 0,1 Milligramm überträgt. Sie stellen auch fest, dass diese Masse Teil der Gesamtmasse des Systems war, das sich mit der Welle bewegte, während sie sich von einem Ort zum anderen bewegte.

Es ist wichtig anzumerken, dass die Forscher die von der Schallwelle getragene Masse nicht tatsächlich gemessen haben - sie verwendeten Mathematik, um zu beweisen, dass dies geschah. Bei realen Messungen schlugen sie Experimente vor, die mit Schallwellen in einem Bose-Einstein-Kondensat aus sehr kalten Atomen durchgeführt werden könnten. Ein solcher Aufbau sollte genügend Masse aufweisen, um übertragen zu werden, um messbar zu sein. Sie stellen auch fest, dass der beste Ansatz darin bestehen könnte, die Masse zu messen, die von Schallwellen getragen wird, die sich im Rahmen eines Erdbebens durch die Erde bewegen. Ein solcher Schall kann Milliarden Kilogramm Masse tragen, die auf Geräten sichtbar sind, die das Gravitationsfeld messen.

Ilya Khel