Zvuk ima negativnu masu, a sve oko vas lebdi gore, gore i dalje - iako vrlo sporo.
To je zaključak rada podnesenog 23. srpnja u časopisu za pretisak arXiv, i on razbija konvencionalno razumijevanje koje su istraživači dugo imali zvučnih valova: kao masovne valove koji zure kroz materiju, molekuli daju potisak, ali u konačnici uravnotežujući bilo koji napred ili prema gore kretanje jednakim i suprotnim gibanjem prema dolje. To je izravan model koji će objasniti ponašanje zvuka u većini okolnosti, ali to nije sasvim istinito, tvrdi novi rad.
Fonon - jedinica vibracije slična česticama koja može opisati zvuk na vrlo malim mjerilima - ima vrlo malu negativnu masu, a to znači da zvučni valovi pomalo putuju prema gore, rekao je Rafael Krichevsky, diplomski student fizike na Sveučilištu Columbia.
Fononi nisu čestice kakve ljudi obično zamišljaju, poput atoma ili molekula, rekao je Krichevsky, koji je ovaj članak objavio zajedno s Angelom Esposito, studentom diplomiranog fizike na Sveučilištu Columbia, i Albertom Nicolisom, izvanrednim profesorom fizike na Columbiji.
Kad se zvuk kreće zrakom, on vibrira molekule oko njega, ali tu se vibraciju ne može lako opisati kretanjem samih molekula, Krichevsky je rekao Live Science u e-poruci.
Umjesto toga, baš kao što se svjetlosni valovi mogu opisati kao fotoni ili čestice svjetlosti, fononi su način za opisivanje zvučnih valova koji proizlaze iz složenih interakcija molekula tekućine, rekao je Krichevsky. Ne pojavljuju se nikakve fizičke čestice, ali istraživači mogu koristiti matematiku čestica da bi je opisali.
A ispada da, pokazali su istraživači, ti novi fononi imaju sićušnu masu - što znači da se, kada gravitacija vuče na njih, kreću u suprotnom smjeru.
"U gravitacijskom polju fononi polako ubrzavaju u suprotnom smjeru od kojeg biste očekivali da, recimo, padne cigla", rekao je Krichevsky.
Da biste razumjeli kako to može raditi, zamislite normalnu tekućinu u kojoj gravitacija djeluje prema dolje. Čestice tekućine će komprimirati čestice ispod nje, tako da je malo gušće niže dolje. Fizičari već znaju da se zvuk obično kreće brže kroz gušće medije nego kroz manje guste medije - tako da će brzina zvuka iznad fonona biti manja od brzine zvuka kroz nešto gušće čestice ispod njega. Zbog toga se fonon "odbija" prema gore, rekao je Krichevsky.
Ovaj se proces događa i sa zvučnim valovima velikih razmjera, rekao je Krichevsky. To uključuje svaki dio zvuka koji izlazi iz vaših usta - iako samo vrlo malo. Na dovoljno dugoj udaljenosti, zvuk koji ste govorili "zdravo" zavirio bi prema gore u nebo.
Učinak je suviše mali da bi se mogao mjeriti s postojećom tehnologijom, napisali su istraživači u novom radu, koji nije prethodno recenziran.
Ali nije nemoguće da bi se niz cestu moglo napraviti vrlo precizno mjerenje pomoću super preciznih satova koji bi detektirali neznatno zakrivljenje putanje fonona. (Novi znanstvenik sugerirao je da će heavy-metal glazba biti zabavan kandidat za takav eksperiment u svom izvornom izvješću o toj temi.)
I postoje stvarne posljedice na ovo otkriće, napisao je istraživač. U gustim jezgrama neutronskih zvijezda, gdje se zvučni valovi kreću gotovo brzinom svjetlosti, antigravitacijski zvučni val trebao bi imati stvarne učinke na ponašanje čitave zvijezde.
Za sada je to u potpunosti teoretski - nešto za razmišljanje dok zvuk pada prema nama svuda oko nas.
