Reading Time: < 1 minute

عثر فريق من الباحثين الدوليين؛ على السرعة القصوى الممكنة للصوت في الهيدروجين الصلب؛ والتي تقدر بـ 36 كم في الثانية، ونشرت الدراسة في دورية «ساينس أدفانس» العلمية أول أمس الجمعة.

يمكن أن تنتقل الموجات الصوتية عبر أوساط مختلفة، مثل الهواء أو الماء، وبسرعات مختلفة اعتماداً على ما تنتقل عبره. فهي تنتقل عبر المواد الصلبة أسرع بكثير من السوائل أو الغازات، وهذا هو السبب في أن قدرتنا على سماع صوت القطار في مسار السكك الحديدية أكبر من الهواء.

تحدد نظرية النسبية الخاصة لألبرت آينشتاين الحد الأقصى لسرعة الموجة وهي سرعة الضوء، وتساوي حوالي 300 ألف كيلومتر في الثانية. ومع ذلك، لم يكن معروفاً حتى الآن ما إذا كان للموجات الصوتية أيضاً حداً أقصى للسرعة عند الانتقال عبر المواد الصلبة أو السائلة.

أظهرت الدراسة أن التنبؤ بالحد الأعلى لسرعة الصوت يعتمد على ثابتين أساسيين: ثابت البنية الدقيقة ونسبة كتلة البروتون إلى الإلكترون. من المعروف بالفعل أن هذين الرقمين يلعبان دوراً مهماً في فهم كوننا. وتشير النتائج الجديدة إلى أن هذين الثابتين يمكن أن يؤثرا على علم المواد وفيزياء المادة المكثفة من خلال وضع حدود لخصائص معينة للمواد مثل سرعة الصوت.

اختبر العلماء تنبؤاتهم النظرية على مجموعة واسعة من المواد، واكتشفوا أن سرعة الصوت يجب أن تنخفض مع كتلة الذرة. يشير هذا التنبؤ إلى أن الصوت هو الأسرع في الهيدروجين الذري الصلب. ومع ذلك، فإن الهيدروجين مادة صلبة عند ضغط عالٍ جداً فوق 1 مليون ضغط جوي، وهو مماثل للضغط الموجود في قلب عمالقة الغاز مثل كوكب المشتري. عند هذه الضغوط، يصبح الهيدروجين مادة صلبة معدنية رائعة موصلة للكهرباء تماماً مثل النحاس ومن المتوقع أن يكون موصلًا فائقاً في درجة حرارة الغرفة.