Calculan cuál es la máxima velocidad posible del sonido y en qué material puede alcanzarla

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Un grupo de científicos de Reino Unido y Rusia han determinado un nuevo valor para la velocidad máxima que puede alcanzar el sonido: cerca de 36 kilómetros por segundo. Esta cifra está fuera del alcance de la física experimental y es fruto de cálculos cuánticos, expone un artículo publicado el viernes pasado en la revista Science Advances.

Esta máxima velocidad de propagación de las ondas sonoras requiere de una extrema presión y de un material extremadamente difícil de obtener en las condiciones de nuestro planeta: hidrógeno metálico. Para que mantenga su forma sólida, este, el elemento químico más leve del universo, debería comprimirse por encima de 1 millón de atmósferas, una presión comparable con los núcleos de gigantes gaseosos como Júpiter (donde podría encontrarse efectivamente).

Las ondas, tanto sonoras como luminosas, son perturbaciones que mueven energía de un lugar a otro, pero diferentes medios ejercen distintos efectos sobre este movimiento. Los cuerpos sólidos reflejan la luz, mientras que el sonido se propaga mucho más rápido en estos que en los cuerpos líquidos o gaseosos, algo que ya se sabía, por ejemplo, cuando se escucha un tren acercándose con mayor antelación a través de los rieles que por el aire.

El equipo investigador se basó en este conocimiento y también en otra tendencia que señala que el sonido avanza más rápido en los elementos químicos más ligeros. Su predicción teórica era que la velocidad del sonido debería disminuir a medida que crece la masa atómica, algo que pusieron a prueba en una amplia variedad de materiales.

Dos constantes fundamentales de la ciencia de los materiales desempeñaron un papel clave en su búsqueda: la relación de masas protón-electrón y la constante de estructura fina, explica New Scientist. Todo ello llevó a los científicos hasta el hidrógeno, que en su estado sólido representa el medio en el que el sonido se aproxima matemáticamente a su máximo posible de velocidad.

La ciencia estaba buscando la respuesta de cuán rápido puede viajar el sonido durante mucho tiempo, al menos, desde que la teoría especial de la relatividad de Albert Einstein estableciera la velocidad límite absoluta correspondiente a la luz: 300.000 kilómetros por segundo.

El sonido, incluso en las condiciones perfectas para su propagación, resulta 8.000 veces más lento que la luz en el vacío. Sin embargo, el nuevo valor calculado es todavía tres veces mayor que la máxima velocidad de sonido registrada en condiciones de laboratorio en diamantes (12 km/s).

Fuente: RT

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