เสียงมีมวลติดลบและรอบ ๆ ตัวคุณมันลอยขึ้น ๆ ลง ๆ - แม้ว่าจะช้ามาก
นั่นคือข้อสรุปของบทความที่ส่งเมื่อวันที่ 23 กรกฎาคมไปยังวารสาร preprint arXiv และมันทำลายความเข้าใจทั่วไปที่นักวิจัยมีคลื่นเสียงมานาน: ในฐานะที่เป็นระลอกคลื่นจำนวนมากที่เคลื่อนตัวผ่านสสารทำให้โมเลกุลเคลื่อนที่ แต่ท้ายที่สุด การเคลื่อนไหวที่มีการเคลื่อนไหวลดลงอย่างเท่าเทียมกันและตรงข้าม นั่นเป็นแบบจำลองที่ตรงไปตรงมาที่จะอธิบายพฤติกรรมของเสียงในสถานการณ์ส่วนใหญ่ แต่ก็ไม่เป็นความจริงเลย
Rafon Krichevsky นักศึกษาปริญญาโทสาขาฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยโคลัมเบียกล่าวว่าโฟนินซึ่งเป็นหน่วยของการสั่นสะเทือนที่มีลักษณะคล้ายอนุภาคที่สามารถอธิบายเสียงในระดับที่เล็กมากนั้นมีมวลติดลบเล็กน้อยและนั่นหมายความว่าคลื่นเสียงเคลื่อนที่ขึ้นด้านบนเล็กน้อย
Phonons ไม่ใช่อนุภาคที่คนส่วนใหญ่มักนึกถึงเช่นอะตอมหรือโมเลกุล Krichevsky ผู้ตีพิมพ์บทความพร้อมกับ Angelo Esposito นักศึกษาปริญญาโทสาขาฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยโคลัมเบียและ Alberto Nicolis ศาสตราจารย์ฟิสิกส์จากโคลัมเบียกล่าว
เมื่อเสียงเคลื่อนที่ผ่านอากาศมันจะสั่นสะเทือนโมเลกุลรอบ ๆ ตัวมัน แต่การสั่นสะเทือนนั้นไม่สามารถอธิบายได้อย่างง่ายดายจากการเคลื่อนที่ของโมเลกุลเอง Krichevsky บอกกับ Live Science ทางอีเมล
ในขณะที่คลื่นแสงสามารถอธิบายได้ว่าเป็นโฟตอนหรืออนุภาคของแสงโฟนันเป็นวิธีในการอธิบายคลื่นเสียงที่เกิดจากปฏิกิริยาที่ซับซ้อนของโมเลกุลของเหลว Krichevsky กล่าว ไม่มีอนุภาคทางกายภาพเกิดขึ้น แต่นักวิจัยสามารถใช้คณิตศาสตร์ของอนุภาคเพื่ออธิบาย
และปรากฎว่านักวิจัยแสดงให้เห็นว่าโฟโนนที่โผล่ออกมาเหล่านี้มีมวลน้อย - นั่นหมายความว่าเมื่อแรงโน้มถ่วงดึงพวกมันพวกมันจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม
“ ในหน่วยเสียงสนามแรงโน้มถ่วงเร่งความเร็วอย่างช้าๆในทิศทางตรงกันข้ามที่คุณคาดว่าจะพูดอิฐที่จะตกลงมา” Krichevsky กล่าว
เพื่อให้เข้าใจว่าสิ่งนี้อาจทำงานได้อย่างไรให้จินตนาการถึงของเหลวปกติที่แรงโน้มถ่วงกระทำการลดลง อนุภาคของไหลจะบีบอัดอนุภาคด้านล่างเพื่อที่จะลดความหนาแน่นลงเล็กน้อย นักฟิสิกส์ทราบดีอยู่แล้วว่าโดยทั่วไปเสียงจะเคลื่อนที่เร็วกว่าผ่านสื่อที่หนาแน่นกว่าผ่านสื่อที่หนาแน่นน้อยกว่าดังนั้นความเร็วของเสียงเหนือเสียงโทรศัพท์จะช้ากว่าความเร็วของเสียงผ่านอนุภาคที่หนาแน่นกว่าเล็กน้อย ทำให้เสียงโทรศัพท์ "เบี่ยงเบน" ขึ้นไปด้านบน Krichevsky กล่าว
กระบวนการนี้เกิดขึ้นกับคลื่นเสียงขนาดใหญ่เช่นกัน Krichevsky กล่าว ซึ่งรวมถึงเสียงทุกบิตที่ออกมาจากปากของคุณ - แม้ว่าจะมีเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ในระยะทางที่ไกลพอเสียงที่คุณพูดว่า "สวัสดี" จะโค้งขึ้นไปบนท้องฟ้า
ผลที่ได้เล็กเกินไปที่จะวัดด้วยเทคโนโลยีที่มีอยู่นักวิจัยเขียนไว้ในรายงานฉบับใหม่ซึ่งยังไม่ได้รับการตรวจสอบโดยเพื่อน
แต่มันเป็นไปไม่ได้เลยที่จะมีการวัดที่แม่นยำมากโดยใช้นาฬิกาที่มีความแม่นยำสูงซึ่งจะตรวจจับความโค้งเล็กน้อยของเส้นทางโฟนัน (นักวิทยาศาสตร์ใหม่แนะนำว่าเพลงเฮฟวีเมทัลน่าจะเป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับการทดลองในรายงานต้นฉบับของพวกเขาในหัวข้อนี้)
และมีผลที่แท้จริงต่อการค้นพบนี้นักวิจัยเขียน ในแกนกลางหนาแน่นของดาวนิวตรอนที่คลื่นเสียงเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเกือบแสงคลื่นเสียงต่อต้านแรงโน้มถ่วงควรมีผลกระทบที่แท้จริงต่อพฤติกรรมของดาวทั้งดวง
สำหรับตอนนี้แม้ว่าจะเป็นทฤษฎีทั้งหมด - สิ่งที่ต้องไตร่ตรองเมื่อเสียงที่ตกอยู่รอบตัวเรา
