Это не звук мощного подводного землетрясения и не звук пистолета-креветки, который ломает когти громче, чем концерт Pink Floyd. Фактически, это звук крошечной струи воды - примерно вдвое ширины человеческого волоса - от удара еще более тонким рентгеновским лазером.
Вы не можете услышать этот звук, потому что он был создан в вакуумной камере. Это, вероятно, к лучшему, учитывая, что при приблизительно 270 децибелах эти грохочущие волны давления даже громче, чем самый громкий запуск ракеты НАСА (который измерял около 205 децибел). Тем не менее, вы можете увидеть микроскопические разрушительные эффекты звука в действии, благодаря серии видеороликов с ультра-замедленным движением, записанных в Национальной ускорительной лаборатории SLAC в Менло-Парке, штат Калифорния, в рамках нового исследования.
В приведенном выше видео, которое было снято примерно за 40 наносекунд (40 миллиардных долей секунды), пульсирующий лазер сразу разделяет струю воды на две части, испаряя жидкость, которой он касается, и посылая мощные волны давления, колеблющиеся по обе стороны от струи. Эти волны создают больше волн, и примерно через 10 наносекунд на каждой стороне полости образуются шипящие черные облака из коллапсирующих пузырьков.
По словам Клаудиу Стэна, физика из Университета Рутгерса в Ньюарке, штат Нью-Джерси, и одного из соавторов исследования, эти волны давления, вероятно, представляют самый громкий подводный звук. Если бы он был громче, звук «на самом деле вскипятил бы жидкость», - сказал Стэн в интервью Live Science - и как только вода закипит, у звука не будет среды для прохождения.
Зачем пытаться обнаружить звук, который раздирает свою собственную среду? По словам Стэна, понимание границ подводного звука может помочь исследователям в разработке будущих экспериментов.
Ученые регулярно подвешивают небольшие кусочки интригующей материи, например, определенного типа белковых кристаллов, в струях жидкости и обдувают их лазерами, чтобы определить их химические свойства. По словам Стэна, если ученые точно знают, насколько интенсивным может быть лазерный импульс без случайного разрушения жидкости, это может улучшить способ проведения этих экспериментов. Это особенно верно для исследований, в которых ученые ударяют образцы материала мощными пучками для проверки материала. целостность конструкции.
«Это исследование может помочь нам изучить в будущем, как микроскопические образцы будут реагировать, когда они сильно вибрируют под воздействием подводного звука», - сказал Стэн.
Это не первый случай, когда исследователи SLAC используют этот рентгеновский лазер для проверки физических ограничений. В исследовании 2017 года исследователи использовали тот же лазер, чтобы взорвать электроны из атома, создав «молекулярную черную дыру», которая засасывала все доступные электроны из соседних атомов. Взятые вместе, это и новое исследование приводят к одному неопровержимому выводу: лазеры действительно круты.
