Anche il suono ha una velocità massima di propagazione

Anche il suono ha una velocità massima di propagazione
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Il suono è una perturbazione che trasporta energia da un posto ad un altro e ha bisogno di un mezzo attraverso il quale propagarsi e la sua velocità è determinata dalle proprietà di questo materiale. All'interno di un corpo solido si propagano molto più velocemente rispetto ai liquidi o ai gas, ora sappiamo qual'è la sua velocità massima.

La teoria della relatività ristretta definisce una velocità massima per la luce, circa 300.000 km/s, ma finora non eravamo stati in grado di calcolare una quantità simile per le onde sonore, in particolare se viaggiano nei solidi o nei liquidi. Una nuova ricerca, pubblicata su Science Andvances, mostra che la velocità massima del suono dipende da due costanti fondamentali: la costante di struttura fine e il rapporto tra la massa del protone e quella dell'elettrone.

Questi due numeri sono ben conosciuti e giocano un ruolo importante nella comprensione del nostro Universo: dalla descrizione delle reazioni nucleari fino alla definizione della zona di abitabilità di una stella. Recentemente sono state associate anche a campi diversi, come la scienza dei materiali, dove sono in grado di definire dei limiti per le proprietà dei composti.

I ricercatori, provenienti dalla Queen Mary University of Londo, l'Università di Cambridge e l'Institute for High Pressure Physics in Troitsk, hanno testato la loro teoria su una grande varietà di materiali e hanno trovato che la velocità massima decresce con il peso degli atomi. Quindi l'idrogeno solidificato dovrebbe possedere la più alta velocità di propagazione per le onde sonore. Tuttavia l'idrogeno solidifica a pressioni enormi, circa un milione di atmosfere, comparabili con quelle del nucleo di Giove. In queste condizioni diventa un metallo e si sospetta che sia un superconduttore a temperatura ambiente. I calcoli teorici mostrano che l'idrogeno solido abbia la velocità del suono più vicina al limite teorico.

"Le onde sonore sono importantissime in molti ambiti. Per esempio, i sismologi le utilizzano per comprendere la natura dei terremoti e la composizione della Terra. Sono di grande interesse nella scienza dei materiali perché i ricercatori le usano per studiare le proprietà elastiche" spiega il professor Chris Pickard, dell'Università di Cambridge.

FONTE: phys.org
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