ขีดจำกัดบนของความเร็วของเสียงในของแข็งและของเหลวขึ้นอยู่กับปริมาณไร้มิติเพียงสองปริมาณเท่านั้น นั่นคือค่าคงที่ของโครงสร้างละเอียดและอัตราส่วนมวลของโปรตอนต่ออิเล็กตรอน นั่นคือข้อสรุปที่น่าประหลาดใจของนักฟิสิกส์ในสหราชอาณาจักรและรัสเซีย ซึ่งคำนวณว่าการจำกัดความเร็วเป็นสองเท่าของความเร็วสูงสุดของเสียงที่วัดได้จนถึงปัจจุบัน เสียงแพร่กระจายเป็นชุดของ
การบีบอัด
และการแยกส่วนในตัวกลางที่ยืดหยุ่นด้วยความเร็วที่แตกต่างกันอย่างมากจากวัสดุหนึ่งไปยังอีกวัสดุหนึ่ง โดยปกติแล้ว เสียงจะช้าที่สุดในสถานะก๊าซ สูงกว่าในของเหลว และสูงกว่าในสถานะของแข็ง ในอากาศที่สภาวะแวดล้อม เสียงจะเคลื่อนที่ได้ประมาณ 340 ม./วินาที ในขณะที่ในน้ำจะมีความเร็ว
ประมาณ 1,500 ม./วินาที และในเหล็กจะมีความเร็วมากกว่า 5,000 ม./วินาที ความแตกต่างเหล่านี้เกิดจากวิธีการที่คลื่นผ่านไปรบกวนอะตอมและโมเลกุล เมื่อคิดว่าเป็นทรงกลมแข็งที่เชื่อมต่อกันด้วยสปริง อนุภาคจะถูกผลักไปข้างหน้าโดยเพื่อนบ้านของพวกมันในทิศทางการแพร่กระจายของเสียง
และในทางกลับกันก็จะไปดันอนุภาคข้างเคียงอื่นๆ ที่อยู่ข้างหน้าพวกมัน แต่การส่งผ่านนี้ล่าช้าด้วยความเฉื่อย หมายความว่าคลื่นจะเคลื่อนที่เร็วขึ้นเมื่ออนุภาคมีมวลน้อยกว่าลิงก์ที่แข็งขึ้นหมายถึงความล่าช้าที่น้อยลงอย่างไรก็ตาม การเชื่อมโยงที่แข็งขึ้นยังหมายถึงความล่าช้าที่น้อยลง
โดยแต่ละอนุภาคจะต้องเคลื่อนที่น้อยลงก่อนที่จะกระตุ้นการเคลื่อนไหวของเพื่อนบ้าน ด้วยเหตุนี้เสียงจึงเดินทางผ่านเหล็กได้เร็วกว่าผ่านน้ำ เป็นต้น ในทางคณิตศาสตร์ ความเร็วตามแนวยาวของเสียงในวัสดุจะเท่ากับรากที่สองของโมดูลัสยืดหยุ่นของวัสดุนั้น ซึ่งเป็นค่าความต้านทานต่อการบีบอัด
หารด้วยความหนาแน่น ในการวิจัยล่าสุดได้ทำการสร้างสูตรนี้ใหม่ในแง่ของค่าคงที่พื้นฐาน ขั้นตอนแรกคือการเชื่อมโยงโมดูลัสจำนวนมากของวัสดุเข้ากับพลังงานที่ยึดเหนี่ยวอะตอมเข้าด้วยกัน เนื่องจากความแข็งที่มากขึ้นหมายถึงพลังงานยึดเหนี่ยวที่สูงขึ้น จากนั้นพวกเขาสันนิษฐานว่าคำหลังนี้
อาจเทียบ
ได้กับพลังงาน ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของพลังงานที่จับตัวกันในสสารควบแน่น สูตรที่สะดุดตาสูตรที่ได้นั้นได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสะดุดตา โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อแสดงในรูปของค่าคงที่ของโครงสร้างละเอียด ซึ่งกำหนดความแรงของการโต้ตอบทางแม่เหล็กไฟฟ้าพื้นฐาน จากนั้นจึงเขียนเป็นขีดจำกัด
บนของความเร็วเสียงโดยเฉพาะ ขีดจำกัดสูงสุดเกิดขึ้นเมื่อมวลของอะตอมที่เป็นปัญหามีมวลต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ นั่นคือมวลของอะตอมไฮโดรเจน ในกรณีนั้น ความเร็วของเสียงสามารถแสดงในรูปของอัตราส่วนมวลของโปรตอนต่ออิเล็กตรอน (กลับด้าน ลดลงครึ่งหนึ่ง และหารากที่สอง)
ค่าคงที่ของโครงสร้างละเอียด และความเร็วของแสงในสุญญากาศ เมื่อใส่ตัวเลขที่เกี่ยวข้องลงในสูตร นักวิจัยพบว่าความเร็วสูงสุดของเสียงในของแข็งและของเหลว ซึ่งยังคงช้ากว่าขีดจำกัดบนของแสงเกือบ 10,000 เท่า แต่สูงเป็นสองเท่าของคลื่นเสียงที่เร็วที่สุดที่เคยบันทึกไว้
ซึ่งอยู่ที่
ประมาณ 18,000 ม./วินาที และได้รับเพชร (แข็งมาก) เพื่อพิสูจน์ว่าสมการของพวกมันสอดคล้องกับความเร็วที่วัดได้ในวงกว้างหรือไม่ นักวิจัยได้เปรียบเทียบการคาดคะเนของมันกับความเร็วของเสียงที่ได้รับจากการทดลองในของแข็งที่เป็นธาตุต่างๆ 36 ชนิด ในการทำเช่นนั้น พวกเขาใช้พล็อต
เพื่อแสดงว่าความเร็วเหล่านี้แปรผันตามมวลอะตอมของของแข็งอย่างไร และบนกราฟเดียวกันก็ลากเส้นตรงที่เกิดจากสมการของมัน ซึ่งสิ้นสุดที่ปลายสุดด้วยไฮโดรเจน พวกเขาสรุปได้ว่าข้อมูลการทดลองชี้ไปตามแนวลาดเอียงมากหรือน้อย แม้ว่าค่าสัมประสิทธิ์จะลดลงเพื่อลดความซับซ้อนของสมการ
ก็หมายความว่าไม่ใช่ทั้งหมดที่จะใกล้เคียงกันไฮโดรเจนโลหะเพื่อตรวจสอบการทำงานเพิ่มเติม ทีม ใช้ทฤษฎีฟังก์ชันความหนาแน่นเพื่อคำนวณความเร็วของเสียงผ่านโลหะไฮโดรเจนจากหลักการแรก เมื่อสัมผัสกับความดันที่สูงมาก ไฮโดรเจนจะกลายเป็นของแข็งระดับโมเลกุล และที่ความดันสูง
กว่าประมาณ 400 GPa คาดการณ์ว่าจะกลายเป็นโลหะปรมาณู เป็นสถานะโลหะนี้ที่ควรบันทึกความเร็ว จากการสร้างแบบจำลองไฮโดรเจนในสภาวะเหล่านี้ พวกเขาพบว่าเสียงควรแพร่กระจายได้สูงถึง 35,000 ม./วินาที ซึ่งเร็วกว่าวัสดุอื่นๆ แต่ก็ยังต่ำกว่าขีดจำกัดสูงสุด
ที่แสดงออกมาในรูปของอัตราส่วนมวลโปรตอนต่ออิเล็กตรอนและค่าคงที่ของพลังค์ ด้วยการรวมเอาค่าคงที่ของโครงสร้างละเอียดเข้าด้วยกัน พวกเขาลงเอยด้วยการแสดงออกที่มีค่าคงที่พื้นฐานสองค่าซึ่งการปรับแต่งอย่างละเอียดทำให้ได้โปรตอนที่เสถียรและยังช่วยให้ดาวฤกษ์สามารถจุดไฟและผลิตธาตุ
ที่หนักกว่า ทำให้สามารถ “ดำรงอยู่ของของแข็งและของเหลวได้” ที่ซึ่งเสียงแพร่ออกไปได้” ในปารีสอธิบายงานนี้ว่า “เรียบง่ายและลึกล้ำในเวลาเดียวกัน” เขาบอกว่าเขาไม่คาดคิดมาก่อนว่าจะคำนวณความเร็วคร่าวๆ ของเสียงในวัสดุใดวัสดุหนึ่งได้ “โดยการโบกไม้โบกมือ” โดยเฉพาะอย่างยิ่ง
เมื่อสูตรผลลัพธ์เกี่ยวข้องกับค่าคงที่พื้นฐานเท่านั้น ดังที่เขาชี้ให้เห็นว่า กลศาสตร์ควอนตัมไม่จำเป็นต้องอธิบายการแพร่กระจายของเสียง แม้ว่ากลศาสตร์ควอนตัมจะทำให้สถานะของแข็งเป็นไปได้ก็ตาม “นี่คือสาเหตุที่ข้อความหลักของเอกสารนี้สร้างความประหลาดใจ” เขากล่าว
เป็น “โช้คอัพ” สำหรับการระเบิดครั้งแรก ซึ่งจะปล่อยพลังงานออกมาเป็นเวลานาน คู่แข่งชั้นนำสำหรับแหล่งที่มาของการระเบิดของรังสีแกมมาจึงเป็นเหตุการณ์ประเภทซูเปอร์โนวาที่ไม่มีชั้นห่อหุ้ม เพื่อให้ผลกระทบของการระเบิดไม่ถูกลดทอนลงด้วยโช้คอัพขนาดใหญ่
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
