rozwiń filtry »

Wyszukiwanie publikacji

Aktualności

maj
20

Właśnie stworzono najgłośniejszy możliwy dźwięk

20.05.2019 12:06, dodał: Anna Borzęcka
Ocena:

Jak myślicie, ile ten dźwięk miał decybeli?

Naukowcy z Centrum Liniowego Akceleratora Stanforda (SLAC), który znajduje się na Uniwersytecie Stanforda, zdołali wygenerować najgłośniejszy z możliwych podwodnych dźwięków. Korzystając ze znajdującego się w SLAC lasera rentgenowskiego LCLS (Linac Coherent Light Source) ci wystrzelili drobne strumienie wody, tworząc ciśnienie akustyczne o wartości odpowiadającej ponad 270 decybelom.

Dzięki mogą być głośne, naprawdę głośne i głośne niczym koncert rockowy, ale czy głośność ma swój limit? Być może jest to dla Was zaskakujące, ale tak – ma! Istnieje górna granica intensywności hałasu.

Z pewnością każdy słyszał w szkole o skali głośności dźwięków, wyrażanej w decybelach. Na najniższym końcu skali znajduje się granica ludzkiego słuchu – w końcu nie jesteśmy w stanie usłyszeć bzyczenia komara, gdy ten znajduje się 5 metrów od nas. Przy 55 decybelach mamy dźwięk zwyczajnej rozmowy, przy 80 dźwięk budzika, przy 100 piłę łańcuchową, a przy 130 decybelach bolesny dla naszych uszu dźwięk startującego samolotu, oddalonego od nas o 100 metrów. Skala idzie jednak jeszcze wyżej. Wspomniany koncert rockowy generuje hałas na poziomie 150 decybeli.

Niemniej, w powietrzu dźwięk nie może osiągnąć więcej niż około 194 decybeli, a w wodzie około 270. Jest tak, ponieważ dźwięk to przykład czegoś, czego skala jest fizycznie ograniczona. Można go zatem porównać do ciepła. Absolutne zero to najniższa możliwa temperatura, ponieważ gdy obiekt oddał już całe swoje ciepło, jego cząsteczki przestają się poruszać – temperatura nie może spaść dalej. Istnieje również teoretyczna górna granica temperatury. Można podgrzać coś do setek milionów stopni, ale w pewnym momencie to coś będzie posiadać tak dużo energii, że jego atomy się rozpadną, wcześniej zamieniając się w przegrzaną plazmę. Po dodaniu jeszcze większej ilości energii doprowadzilibyśmy tylko do powstania większej liczby cząstek subatomowych. To samo dotyczy dźwięku, który jest falą ciśnienia. Przy 0 decybelach nie ma fali ciśnienia, a na drugim końcu skali, czyli wspomnianej maksymalnej wartości decybeli, fala zaczyna się załamywać – dlatego nie mogłoby być głośniej.

Co stało się, gdy wspomniany zespół badaczy wystrzelił z pomocą lasera rentgenowskiego mikrostrumienie wody (o średnicy od 14 do 30 mikrometrów)? Gdy krótkie impulsy rentgenowskie uderzyły w wodę, ta odparowała, tworząc falę uderzeniową. Fala uderzeniowa następnie przeszła przez mikrostrumień i stworzyła kopie siebie, doprowadzając do powstania ciągu fal o naprzemiennych strefach wysokiego i niskiego ciśnienia. Innymi słowy, wygenerowano niesamowicie głośny podwodny dźwięk.DźwiękGdy natężenie dźwięku pod wodą przekrocza pewien próg, w wodzie powstają pęcherzyki wypełnione parą, które natychmiast zapadają się w procesie zwanym kawitacją. To zjawisko obserwowane jest chociażby u niektórych krewetek, które potrafią wytwarzać wspomniane pęcherzyki z pomocą swoich szczypiec i wykorzystywać je do atakowania innych organizmów. Laser rentgenowski generuje falę dźwiękową o ciśnieniu tuż poniżej tego progu rozpadu, więc tworzy najgłośniejszy możliwy podwodny dźwięk.

Jak twierdzą naukowcy, ich osiągnięcie ma więcej niż wartość akademicką. Jeśli uda się dokładniej poznać działanie wymienionych ciągów fal uderzeniowych, być może uda się odnaleźć środki, które pozwolą na ochronę miniaturowych próbek podawanych analizie w skali atomowej wewnątrz strumieni wody przed uszkodzeniami. To byłoby bardzo pomocne podczas opracowywania lepszych leków, i nie tylko.

Źródło: Physical Review Fluids






Polecane artykuły

Testy

Tagi

 android   apple   ciekawostki   gaming   google   gry   internet   komputery   kosmos   microsoft   mobilne   nauka   polska   samsung   smartfon   smartfony   tablet   technologia   telefony   windows 

Korzystamy z plików cookies i umożliwiamy zamieszczanie ich osobom trzecim. Pliki cookie pozwalają na poznanie twoich preferencji na podstawie zachowań w serwisie.
Uznajemy, że jeżeli kontynuujesz korzystanie z serwisu, wyrażasz na to zgodę. Poznaj szczegóły i możliwości zmiany ustawień w Polityce Cookies.