Це не звук масового підводного землетрусу, не звук креветки пістолета, що хапає кігті голосніше, ніж концерт Pink Floyd. Насправді звук крихітного струменя води - приблизно половини ширини людського волосся - потрапляє ще тоншим рентгенівським лазером.
Насправді ви не чуєте цього звуку, оскільки він був створений у вакуумній камері. Це, мабуть, найкраще, якщо врахувати, що біля 270 децибелів ці хвилі тиску хвилюються навіть гучніше, ніж найгучніший ракет НАСА, який коли-небудь був (що вимірював близько 205 децибел). Однак ви можете побачити мікроскопічно руйнівні ефекти звуку в дії завдяки серії ультра повільних відеороликів, записаних в Національній лабораторії акселераторів SLAC в Менло-Парку, штат Каліфорнія, як частина нового дослідження.
На відео вище, яке було знято приблизно за 40 наносекунд (40 мільярдів секунди), імпульсний лазер негайно розбиває струмінь води навпіл, випаровуючи рідину, до якої вона торкається, посилаючи потужні хвилі тиску, коливаючись вниз по обидва боки струменя. Ці хвилі створюють більше хвиль і, приблизно на 10 наносекунд дюйма, з кожної сторони порожнини утворюються чорні хмари, що згортаються бульбашок.
За словами Клавдіу Стен, фізика з університету Рутгерса в Ньюарку, штат Нью-Джерсі, та одного з співавторів дослідження, ці хвилі тиску, ймовірно, представляють найгучніший можливий підводний звук. Якби це було гучніше, звук "насправді кипить би рідину", - сказав Стен "Live Science" - і як тільки вода закипить, звук не має проходити через середовище.
Навіщо намагатися виявити звук, який відриває власний носій? За словами Стен, розуміння меж підводного звуку може допомогти дослідникам розробити майбутні експерименти.
Вчені регулярно призупиняють невеликі шматочки інтригуючої речовини - скажімо, конкретного типу білкового кристала - наприклад, у струменях рідини та підривають їх лазерами, щоб визначити їх хімічні властивості. Якщо вчені точно знають, наскільки інтенсивним може бути лазерний імпульс, не випадково знищивши рідину, це може покращити спосіб проведення цих експериментів, сказав Стен. Це особливо актуально для досліджень, де вчені потрапляли на зразки матеріалу потужними променями, щоб перевірити матеріал структурна цілісність.
"Це дослідження може допомогти нам дослідити в майбутньому, як би реагували мікроскопічні зразки, коли вони сильно вібрували підводним звуком", - сказав Стен.
Це не перший раз, коли дослідники SLAC використовували цей рентгенівський лазер для перевірки меж фізики. У дослідженні 2017 року дослідники використовували той же лазер, щоб вибухнути електрони з атома, створивши «молекулярну чорну діру», яка всмоктувала всі наявні електрони з сусідніх атомів. Взяте в тандемі, це дослідження і нове дають результат одного неприступного висновку: Лазери - це дуже, дуже круто.
