Трио от учени от университета Колумбия откриха нови доказателства, че звуковите вълни носят маса. В документ, публикуван в списанието Physical Review Letters, Анджело Еспозито, Рафаел Кричевски и Алберто Николис описаха използването на ефективни техники на теорията на полето, за да потвърдят констатациите на екипа миналата година, когато се опитаха да измерят масата, носена от звукови вълни.
Звукът носи маса. Защо е важно?
Дълги години физиците бяха убедени, че звуковите вълни носят енергия, но няма доказателства, че те също носят маса. Изглежда нямаше причина да вярваме, че те ще генерират гравитационно поле. Това се промени миналата година, когато Николис и колегата физик Рикардо Пенко откриха доказателства, които предполагат, че конвенционалната мъдрост може да е грешна. Те използваха теорията на квантовото поле, за да покажат, че звуковите вълни, пътуващи в свръхтечен хелий, носят със себе си малко количество маса. По-конкретно, те открили, че фононите взаимодействат с гравитационното поле по такъв начин, че са принудени да пренасят маса, докато се движат през средата. В новата работа учените съобщават, че подобни резултати са валидни за повечето материали.
Използвайки ефективната теория на полето, те показаха, че една вата звукова вълна, която пътува във вода за секунда, пренася маса от приблизително 0,1 милиграма. Те също така отбелязват, че тази маса е била част от общата маса на системата, която се е движила с вълната, докато се е движила от едно място на друго.
Важно е да се отбележи, че изследователите всъщност не измерват масата, носена от звуковата вълна - те използват математиката, за да докажат, че това се случва. В случай на реални измервания те предложиха експерименти, които биха могли да бъдат направени със звукови вълни в кондензат на Бозе-Айнщайн с много студени атоми - такава настройка трябва да показва достатъчно маса, за да бъде премерена. Те също така отбелязват, че най-добрият подход може да бъде измерването на масата, носена от звукови вълни, които пътуват през Земята като част от земетресение. Такъв звук може да носи маса милиарди килограми, което ще се вижда на устройства, измерващи гравитационното поле.
Иля Кел