Giới hạn trên của tốc độ âm thanh đã được xác định. Thư viện kỹ thuật miễn phí

TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, SỰ PHÁT TRIỂN TRONG ĐIỆN TỬ
Thư viện kỹ thuật miễn phí / nguồn cấp tin tức

Giới hạn trên của tốc độ âm thanh đã được xác định

22.10.2020

Một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã tính toán giá trị của giới hạn trên (tối đa) đối với tốc độ lan truyền của sóng âm. Giá trị này hóa ra là 36 km / giây, gấp đôi tốc độ âm thanh trong kim cương, vật liệu cứng nhất được biết đến hiện nay.

Sóng, chẳng hạn như âm thanh và sóng điện từ, là những dao động di chuyển năng lượng chứa trong chúng từ nơi này đến nơi khác. Sóng âm có thể lan truyền trong nhiều phương tiện khác nhau, trong không khí, trong nước và trong chất rắn, và trong mỗi phương tiện này, tốc độ truyền âm có giá trị riêng. Ví dụ, môi trường càng đậm đặc, âm thanh truyền qua nó càng nhanh, điều này giải thích tại sao bạn có thể tìm hiểu về cách tiếp cận của một đoàn tàu sớm hơn nhiều bằng cách đặt tai vào thanh ray của đường ray.

Thuyết tương đối hẹp của Albert Einstein đặt ra giới hạn cực đại tuyệt đối cho bất kỳ giới hạn tốc độ nào, bằng tốc độ ánh sáng trong chân không và là khoảng 300 km / giây. Tuy nhiên, cho đến gần đây, không ai biết liệu có giới hạn trên nào đối với tốc độ lan truyền của sóng âm hay không.

Các nghiên cứu sơ bộ được thực hiện bởi các nhà khoa học nói trên đã chỉ ra rằng giới hạn trên của tốc độ âm thanh có thể phụ thuộc vào giá trị của hai hằng số cơ bản không thứ nguyên: hằng số cấu trúc mịn và tỉ số giữa khối lượng của proton với khối lượng của electron. .

Hai ý nghĩa này, như đã được biết rõ, đóng một vai trò rất quan trọng trong sự hiểu biết của chúng ta về bản chất, cấu trúc và "hoạt động" của Vũ trụ. Các giá trị đo được chính xác của chúng xác định tiến trình của các phản ứng hạt nhân, chẳng hạn như sự phân rã của các proton và các quá trình phản ứng tổng hợp nhiệt hạch, xảy ra ở bên trong các ngôi sao. Sự cân bằng giữa hai hằng số này xác định một dải hẹp của "vùng có thể sống được", trong đó các cấu trúc phân tử có thể bắt đầu hình thành trên bề mặt các hành tinh, là những "cái nhìn thoáng qua" đầu tiên về sự sống trong tương lai.

Tuy nhiên, kết quả của nghiên cứu mới chỉ ra rằng hai hằng số cơ bản cũng có thể ảnh hưởng đến các hiện tượng và quá trình khác liên quan đến khoa học vật liệu, vật lý vật chất cô đặc, trong đó giá trị của chúng đặt ra một số giới hạn cho các tính chất vật liệu nhất định, bao gồm cả tốc độ âm thanh trong các vật liệu này. .

Các nhà khoa học đã thử nghiệm lý thuyết của họ về tốc độ âm thanh trên một loạt các vật liệu khác nhau, điều này có thể khẳng định giả thiết rằng khi khối lượng của một nguyên tử tăng lên, tốc độ âm thanh trong môi trường của chất này sẽ giảm. Đến lượt nó, điều này ngụ ý rằng tốc độ âm thanh cao nhất sẽ nằm trong môi trường hydro nguyên tử rắn. Tuy nhiên, dạng hydro này chỉ được tạo ra ở áp suất rất cao, trên 1 triệu atm, tương đương với áp suất ở lõi của các hành tinh khí khổng lồ như Sao Mộc. Ở áp suất như vậy, hydro trở thành một dạng kim loại rắn, nó có tính dẫn điện và theo một số lý thuyết, là chất siêu dẫn, điểm tới hạn của nó nằm trong khoảng nhiệt độ phòng.

Để tính toán, các nhà khoa học đã sử dụng mô hình cơ học lượng tử mà họ tạo ra cho dạng nguyên tử kim loại của hydro. Các tính toán được thực hiện bằng mô hình này đã cho các nhà khoa học một giá trị về tốc độ âm thanh rất gần với giới hạn lý thuyết cơ bản.

<< Quay lại: Bộ điều khiển lập trình Allen-Bradley CompactLogix 1769 22.10.2020

>> Chuyển tiếp: Năng lượng từ khí cacbonic do con người thở ra 21.10.2020

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Sự tồn tại của quy luật entropy cho sự vướng víu lượng tử đã được chứng minh 09.05.2024

Cơ học lượng tử tiếp tục làm chúng ta ngạc nhiên với những hiện tượng bí ẩn và những khám phá bất ngờ. Gần đây, Bartosz Regula từ Trung tâm Điện toán Lượng tử RIKEN và Ludovico Lamy từ Đại học Amsterdam đã trình bày một khám phá mới liên quan đến sự vướng víu lượng tử và mối liên hệ của nó với entropy. Sự vướng víu lượng tử đóng một vai trò quan trọng trong khoa học và công nghệ thông tin lượng tử hiện đại. Tuy nhiên, sự phức tạp trong cấu trúc của nó khiến cho việc hiểu và quản lý nó trở nên khó khăn. Khám phá của Regulus và Lamy chứng tỏ rằng sự vướng víu lượng tử tuân theo một quy luật entropy tương tự như quy luật đối với các hệ cổ điển. Khám phá này mở ra những góc nhìn mới trong khoa học và công nghệ thông tin lượng tử, giúp chúng ta hiểu sâu hơn về sự vướng víu lượng tử và mối liên hệ của nó với nhiệt động lực học. Kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng đảo ngược của các phép biến đổi vướng víu, điều này có thể đơn giản hóa đáng kể việc sử dụng chúng trong các công nghệ lượng tử khác nhau. Mở một quy tắc mới ... >>

Điều hòa mini Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Mùa hè là thời gian để thư giãn và du lịch, nhưng thường thì cái nóng có thể biến thời gian này thành một sự dày vò không thể chịu đựng được. Gặp gỡ sản phẩm mới của Sony - điều hòa mini Reon Pocket 5, hứa hẹn sẽ mang đến mùa hè thoải mái hơn cho người dùng. Sony vừa giới thiệu một thiết bị độc đáo - máy điều hòa mini Reon Pocket 5, giúp làm mát cơ thể trong những ngày nắng nóng. Với nó, người dùng có thể tận hưởng sự mát mẻ mọi lúc, mọi nơi chỉ bằng cách đeo nó quanh cổ. Máy điều hòa mini này được trang bị tính năng tự động điều chỉnh các chế độ vận hành cũng như cảm biến nhiệt độ và độ ẩm. Nhờ công nghệ tiên tiến, Reon Pocket 5 điều chỉnh hoạt động tùy thuộc vào hoạt động của người dùng và điều kiện môi trường. Người dùng có thể dễ dàng điều chỉnh nhiệt độ bằng ứng dụng di động chuyên dụng được kết nối qua Bluetooth. Ngoài ra, còn có áo phông và quần short được thiết kế đặc biệt để thuận tiện, có thể gắn một chiếc điều hòa mini. Thiết bị có thể ồ ... >>

Năng lượng từ không gian cho Starship 08.05.2024

Sản xuất năng lượng mặt trời trong không gian ngày càng trở nên khả thi hơn với sự ra đời của các công nghệ mới và sự phát triển của các chương trình không gian. Người đứng đầu công ty khởi nghiệp Virtus Solis chia sẻ tầm nhìn của mình về việc sử dụng Starship của SpaceX để tạo ra các nhà máy điện trên quỹ đạo có khả năng cung cấp năng lượng cho Trái đất. Startup Virtus Solis đã tiết lộ một dự án đầy tham vọng nhằm tạo ra các nhà máy điện trên quỹ đạo sử dụng Starship của SpaceX. Ý tưởng này có thể thay đổi đáng kể lĩnh vực sản xuất năng lượng mặt trời, khiến nó trở nên dễ tiếp cận hơn và rẻ hơn. Cốt lõi trong kế hoạch của startup là giảm chi phí phóng vệ tinh lên vũ trụ bằng Starship. Bước đột phá công nghệ này được kỳ vọng sẽ giúp việc sản xuất năng lượng mặt trời trong không gian trở nên cạnh tranh hơn với các nguồn năng lượng truyền thống. Virtual Solis có kế hoạch xây dựng các tấm quang điện lớn trên quỹ đạo, sử dụng Starship để cung cấp các thiết bị cần thiết. Tuy nhiên, một trong những thách thức quan trọng ... >>

Phương pháp mới để tạo ra pin mạnh mẽ 08.05.2024

Với sự phát triển của công nghệ và việc sử dụng ngày càng rộng rãi các thiết bị điện tử, vấn đề tạo ra nguồn năng lượng hiệu quả và an toàn ngày càng trở nên cấp thiết. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Queensland vừa tiết lộ một phương pháp mới để tạo ra pin kẽm công suất cao có thể thay đổi cục diện của ngành năng lượng. Một trong những vấn đề chính của pin sạc gốc nước truyền thống là điện áp thấp, điều này hạn chế việc sử dụng chúng trong các thiết bị hiện đại. Nhưng nhờ một phương pháp mới được các nhà khoa học phát triển nên nhược điểm này đã được khắc phục thành công. Là một phần trong nghiên cứu của họ, các nhà khoa học đã chuyển sang một hợp chất hữu cơ đặc biệt - catechol. Nó hóa ra là một thành phần quan trọng có thể cải thiện độ ổn định của pin và tăng hiệu quả của nó. Cách tiếp cận này đã làm tăng đáng kể điện áp của pin kẽm-ion, khiến chúng trở nên cạnh tranh hơn. Theo các nhà khoa học, loại pin như vậy có một số ưu điểm. Họ có b ... >>

Nồng độ cồn của bia ấm 07.05.2024

Bia, là một trong những đồ uống có cồn phổ biến nhất, có hương vị độc đáo riêng, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ tiêu thụ. Một nghiên cứu mới của một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã phát hiện ra rằng nhiệt độ bia có tác động đáng kể đến nhận thức về mùi vị rượu. Nghiên cứu do nhà khoa học vật liệu Lei Jiang dẫn đầu đã phát hiện ra rằng ở nhiệt độ khác nhau, các phân tử ethanol và nước hình thành các loại cụm khác nhau, ảnh hưởng đến nhận thức về mùi vị rượu. Ở nhiệt độ thấp, nhiều cụm giống kim tự tháp hình thành hơn, làm giảm vị cay nồng của "etanol" và làm cho đồ uống có vị ít cồn hơn. Ngược lại, khi nhiệt độ tăng lên, các cụm trở nên giống chuỗi hơn, dẫn đến mùi cồn rõ rệt hơn. Điều này giải thích tại sao hương vị của một số đồ uống có cồn, chẳng hạn như rượu baijiu, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ. Dữ liệu thu được mở ra triển vọng mới cho các nhà sản xuất đồ uống, ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ

Máy gia tốc laser dài vài mm 12.10.2013

Một nhóm các nhà nghiên cứu từ một số trung tâm nghiên cứu ở Hoa Kỳ đã phát triển và tạo ra trong phòng thí nghiệm một nguyên mẫu máy gia tốc laser với hiệu suất kỷ lục. Thiết bị có kích thước chỉ vài mm này đã chứng tỏ khả năng truyền năng lượng lên tới 250 megaelectronvolts / mét cho các hạt, điều mà về nguyên tắc là không thể đạt được với các máy gia tốc truyền thống.

Để tăng tốc các electron, các nhà vật lý đã sử dụng trường điện từ của chùm tia laze vuông góc với vectơ gia tốc. Trong điều kiện bình thường, một hạt bắt được sóng điện từ đầu tiên sẽ tăng tốc theo một hướng, sau đó giảm tốc và bắt đầu chuyển động theo hướng ngược lại. Để tránh điều này, các nhà vật lý đã tạo ra một kênh trong suốt có tiết diện thay đổi - do tương tác của trường điện từ với vật chất, biên độ của sóng trong đó thay đổi tùy thuộc vào độ rộng của kênh và trong các đoạn hẹp, trường biến mạnh hơn ở những cái rộng.

Bằng cách điều chỉnh độ dài của các phần rộng và hẹp, cũng như tốc độ ban đầu của các điện tử, các nhà khoa học đảm bảo rằng điện tử bay qua các phần hẹp của kênh chính xác khi sóng ánh sáng ở đó gia tốc các hạt theo đúng hướng. Vào thời điểm sóng chuyển sang pha ngược lại và bắt đầu chuyển động chậm lại của các hạt, thì electron có thời gian đi đến một mảnh rộng với biên độ trường nhỏ hơn và do đó giảm tốc độ ít hơn so với gia tốc của nó.

Trong các máy gia tốc thông thường, sóng điện từ trong phạm vi vi sóng thường được sử dụng để tăng tốc các hạt mang điện, và về nguyên tắc, chúng không thể cung cấp năng lượng tăng quá vài chục megaelectronvolts trên mét. Theo các nhà vật lý từ Phòng thí nghiệm máy gia tốc quốc gia Stanford, công nghệ laser mang lại hiệu quả cao hơn mức độ, có thể dẫn đến một cuộc cách mạng không chỉ trong khoa học mà còn cả công nghệ. Một trong những nhà phát triển, Joel England, đã ví sự chuyển đổi từ máy gia tốc thông thường với sự chuyển đổi laser từ ống vô tuyến sang bóng bán dẫn. Theo ông, sự so sánh như vậy đặc biệt là hợp lý, bởi vì các nhà nghiên cứu đã sử dụng cùng một công nghệ được sử dụng trong sản xuất vi mạch để sản xuất các kênh tăng tốc trong một con chip trong suốt.

Máy gia tốc nhỏ gọn có năng lượng electron hàng chục hoặc hàng trăm megaelectronvolt có thể được sử dụng để tạo ra tia X có năng lượng cao và ở dạng chùm kết hợp hội tụ cao. Bức xạ như vậy hiện đang được sử dụng tích cực trong khoa học vật liệu, sinh học (để xác định cấu trúc tinh thể của protein, cũng như để chiếu sáng các hóa thạch đã hóa thạch), tuy nhiên, tia laser tia X cho những nhiệm vụ này thường chiếm toàn bộ khu phức hợp dưới lòng đất với các đường hầm dài vài km và tốn kém hàng trăm triệu đô la. Các tia có công suất thấp hơn và năng lượng hạt thấp hơn được sử dụng trong y học để chiếu xạ các khối u ác tính.

Thấy hết Lưu trữ tin khoa học công nghệ, điện tử mới

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web