Penelitian bersama oleh Universitas Queen Mary London, Universitas Cambridge dan Institut Fisika Tekanan Tinggi di Troitska telah menemukan kecepatan suara maksimum yang mungkin.
Hasilnya adalah sekitar 36 km per detik - sekitar dua kali kecepatan suara dalam intan, material yang paling keras dikenal di dunia.
Gelombang, seperti gelombang suara atau gelombang cahaya, adalah gangguan yang memindahkan energi dari satu tempat ke tempat lain. Gelombang suara dapat merambat melalui media yang berbeda, seperti udara atau air, dan merambat dengan kecepatan berbeda tergantung pada apa yang dilaluinya. Misalnya, mereka bergerak jauh lebih cepat melalui benda padat daripada melalui cairan atau gas, jadi Anda dapat mendengar kereta api yang mendekat lebih cepat jika Anda mendengarkan suara yang bergerak di sepanjang rel daripada di udara.
Teori relativitas khusus Einstein menetapkan batas mutlak kecepatan gelombang yang dapat merambat, yang sama dengan kecepatan cahaya dan sama dengan kira-kira 300 km per detik. Namun, hingga saat ini belum diketahui apakah gelombang bunyi memiliki batas kecepatan atas saat merambat melalui benda padat atau cair.
Studi ini dipublikasikan di jurnal Science Advances, menunjukkan bahwa prediksi batas atas kecepatan suara bergantung pada dua konstanta fundamental tak berdimensi: konstanta struktur halus dan rasio massa proton terhadap elektron.
Para ilmuwan menguji prediksi teoretis mereka pada berbagai bahan dan membahas satu prediksi spesifik dari teori mereka, yaitu bahwa kecepatan suara akan berkurang seiring dengan massa atom. Ramalan ini menyiratkan bahwa suara tercepat dalam atom hidrogen padat. Namun, hidrogen adalah zat padat dengan tekanan yang sangat tinggi, melebihi 1 juta atmosfer, tekanan yang sebanding dengan inti raksasa gas seperti Jupiter. Pada tekanan ini, hidrogen menjadi padatan logam aneh yang menghantarkan listrik dengan cara yang persis sama seperti tembaga dan diperkirakan menjadi superkonduktor pada suhu kamar. Jadi para peneliti melakukan kalkulasi mekanika kuantum yang canggih untuk menguji prediksi ini dan menemukan bahwa kecepatan suara dalam atom hidrogen padat mendekati batas fundamental teoretis.
Profesor Chris Pickard, Profesor Ilmu Material di Universitas Cambridge, mengatakan: “Gelombang suara dalam benda padat sangat penting dalam banyak bidang sains. Misalnya, seismolog menggunakan gelombang suara yang disebabkan oleh gempa bumi jauh di dalam Bumi untuk memahami sifat efek seismik, peristiwa, dan sifat komposisi Bumi. Mereka juga menarik bagi ilmuwan material karena gelombang suara dikaitkan dengan sifat elastis yang penting, termasuk kemampuan untuk menahan beban."
Baca juga:
- Anjing militer AS akan mendapatkan kacamata dengan augmented reality
- Tampilan smartphone masa depan mungkin terbuat dari kayu transparan