Flere beviser på lydbølger, der bærer masse

En trio af forskere ved Columbia University har fundet flere beviser, der viser, at lydbølger bærer masse. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Fysisk gennemgangsbreve , Angelo Esposito, Rafael Krichevsky og Alberto Nicolis beskriver brugen af ​​effektive feltteoretiske teknikker til at bekræfte resultaterne fundet af et hold sidste år, der forsøgte at måle masse båret af lydbølger.

I mange år har fysikere følt sig sikre på, at lydbølger bærer energi - men der var ingen beviser, der tyder på, at de også bærer masse. Der syntes ikke at være nogen grund til at tro, at de ville generere et gravitationsfelt. Men det ændrede sig sidste år, da Nicolis og en anden fysiker Riccardo Penco fandt beviser, der tydede på, at konventionel tænkning var forkert. De havde brugt kvantefeltteori til at vise, at lydbølger, der bevægede sig gennem superfluid helium, bar en lille mængde masse med sig. Mere specifikt, de fandt ud af, at fononer interagerede med et gravitationsfelt på en måde, der tvang dem til at bære masse med sig, mens de bevægede sig gennem materialet. I denne nye indsats, forskerne rapporterer beviser, der tyder på, at de samme resultater gælder for de fleste materialer.

Ved hjælp af effektiv feltteori, de viste, at en enkelt-watt lydbølge, der bevægede sig i et sekund i vand, ville bære en masse på cirka 0,1 milligram med sig. De bemærker endvidere, at massen viste sig at være en brøkdel af den samlede masse af et system, der bevægede sig med bølgen, da den blev flyttet fra et sted til et andet.

Vigtigt, forskerne målte faktisk ikke masse, der blev båret af en lydbølge - de brugte matematik til at bevise, at det sker. Til måling i den virkelige verden, de foreslår, at der kunne udføres eksperimenter med lydbølger, når de bevæger sig gennem et Bose-Einstein-kondensat lavet af meget kolde atomer - sådan en opstilling skulle vise, at der er nok masse med til at kunne måles. Men de bemærker også, at en bedre tilgang kan være at måle den masse, der bæres af lydbølger, der bevæger sig gennem Jorden som en del af et jordskælv. Så meget lyd kunne bære milliarder af kilogram masse, som kan være synlige på enheder, der måler gravitationsfelter.

© 2019 Science X Network