Jacob Hoover
0 
2655
574
Het is niet het geluid van een enorme aardbeving onder water, noch is het het geluid van een pistoolgarnaal die luider met zijn klauwen knapt dan een Pink Floyd-concert. Het is in feite het geluid van een kleine waterstraal - ongeveer de helft van de breedte van een mensenhaar - die wordt geraakt door een nog dunnere röntgenlaser.
Je kunt dit geluid eigenlijk niet horen, omdat het in een vacuümkamer is gemaakt. Dat is waarschijnlijk het beste, aangezien deze rommelende drukgolven met ongeveer 270 decibel zelfs luider zijn dan de luidste raketlancering ooit van NASA (die ongeveer 205 decibel meet). U kunt de microscopisch verwoestende effecten van het geluid echter in actie zien, dankzij een reeks ultra-slow-motion video's die zijn opgenomen in het SLAC National Accelerator Laboratory in Menlo Park, Californië, als onderdeel van een nieuwe studie. [Tiny Grandeur: verbluffende foto's van de zeer kleine]
In de video hierboven, die werd gefilmd in ongeveer 40 nanoseconden (40 miljardste van een seconde), splitst de pulserende laser de waterstraal onmiddellijk in tweeën, verdampt de vloeistof die hij aanraakt en stuurt krachtige drukgolven naar beide kanten van de straal. Deze golven creëren meer golven en, ongeveer 10 nanoseconden in, vormen zich bruisende zwarte wolken van instortende bellen aan elke kant van de holte..
Volgens Claudiu Stan, een natuurkundige aan de Rutgers University in Newark, New Jersey, en een van de co-auteurs van de studie, vertegenwoordigen deze drukgolven waarschijnlijk het luidst mogelijke onderwatergeluid. Als het luider was, zou het geluid 'eigenlijk de vloeistof koken', zei Stan - en zodra het water kookt, heeft het geluid geen medium om doorheen te gaan.
Waarom zou je een geluid proberen te ontdekken dat zijn eigen medium verscheurt? Volgens Stan kan het begrijpen van de grenzen van onderwatergeluid onderzoekers helpen bij het ontwerpen van toekomstige experimenten.
Wetenschappers hangen regelmatig kleine stukjes intrigerende materie - bijvoorbeeld een specifiek type eiwitkristal - in vloeistofstralen en blazen ze met lasers om hun chemische eigenschappen te bepalen. Als wetenschappers precies weten hoe intens een laserpuls kan zijn zonder per ongeluk de vloeistof te vernietigen, zou dat de manier waarop deze experimenten worden uitgevoerd, kunnen verbeteren, zei Stan. structurele integriteit.
"Dit onderzoek kan ons helpen om in de toekomst te onderzoeken hoe microscopisch kleine monsters zouden reageren als ze ernstig worden getrild door onderwatergeluid", zei Stan.
Dit is niet de eerste keer dat SLAC-onderzoekers deze röntgenlaser hebben gebruikt om de grenzen van de fysica te testen. In een studie uit 2017 gebruikten onderzoekers dezelfde laser om de elektronen uit een atoom te blazen, waardoor een 'moleculair zwart gat' ontstond dat alle beschikbare elektronen van nabijgelegen atomen opzoog. Samen genomen resulteren die studie en de nieuwe in één onaantastbare conclusie: lasers zijn echt heel cool.
De nieuwe studie werd op 10 april gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Fluids.
- Decibels ontleden: de luidste dieren (Infographic)
- De mysterieuze fysica van 7 alledaagse dingen
- Gallery of Wonders: The Weirdest World Records
Oorspronkelijk gepubliceerd op .