Vědci našli horní limit pro rychlost zvuku, dosahuje jí v pevném vodíku

13. 10. 2020

Částicová fyzika Rychlost světla

Vědcům z Queen Mary University of London, University of Cambridge a Institute for High Pressure Physics in Troitskse se podařilo identifikovat nejrychlejší možné šíření zvuku. Je to 36 km/s v pevném vodíku, který by se mohl nacházet v nitru velkých plynných planet jako je Jupiter.

Jupiter, oblaka v atmosféře

Planeta Jupiter zachycená vesmírnou sondou Juno.

Image credit:

Rychlost zvuku je závislá na prostředí, ve kterém se propaguje. U zvuku (na rozdíl od světla) platí, že je rychlejší v pevných materiálech než například v plynech a třeba ve vakuu se zvuk nešíří vůbec.  

Aby vědci našli horní limit pro rychlost zvuku, museli tedy přijít na to, v jakém prostředí bude nejrychlejší. Podle teorie závisí rychlost zvuku mimo jiné na struktuře materiálu a také na hmotnosti atomů v tomto materiálu. Čím vyšší atomární hmotnost, tím pomalejší je šíření zvuku. To by znamenalo, že nejrychlejší bude zvuk v pevném vodíku, který má nejnižší hmotnost.

Prostřednictvím kalkulací následně zjistili, že v pevném vodíku by se měl zvuk šířit rychlostí 36 km/s, což je 2x rychleji než například v diamantu. Tato rychlost se potom blíží maximální rychlosti, kterou se zvuk může pohybovat.


  
rychlost světla ve vakuu: 299 792 km/s
  
rychlost světla ve vodě: 225 000 km/s
  
rychlost zvuku v pevném vodíku 36 km/s
  
rychlost zvuku ve vzduchu: 0,3 km/s