Ketiga saintis Universiti Columbia telah menemui bukti baru bahawa gelombang bunyi membawa massa. Dalam makalah yang diterbitkan dalam jurnal Physical Review Letters, Angelo Esposito, Rafael Krichevsky, dan Alberto Nicolis menjelaskan penggunaan teknik teori lapangan yang berkesan untuk mengesahkan penemuan pasukan tahun lalu ketika mereka berusaha mengukur jisim yang dibawa oleh gelombang bunyi.
Suara membawa massa. Mengapa ia penting?
Selama bertahun-tahun, ahli fizik yakin bahawa gelombang bunyi membawa tenaga, tetapi tidak ada bukti bahawa mereka juga membawa massa. Nampaknya tidak ada alasan untuk mempercayai bahawa mereka akan menghasilkan medan graviti. Itu berubah tahun lalu ketika Nicolis dan rakan fizik Riccardo Penco menggali bukti yang menunjukkan bahawa kebijaksanaan konvensional mungkin salah. Mereka menggunakan teori medan kuantum untuk menunjukkan bahawa gelombang bunyi yang bergerak di helium superfluid membawa sejumlah kecil jisim dengan mereka. Lebih khusus lagi, mereka mendapati bahawa fonon berinteraksi dengan medan graviti sedemikian rupa sehingga mereka terpaksa membawa massa ketika mereka bergerak melalui media. Dalam karya baru itu, para saintis melaporkan bahawa hasil yang serupa berlaku untuk kebanyakan bahan.
Dengan menggunakan teori medan yang berkesan, mereka menunjukkan bahawa gelombang bunyi satu watt yang bergerak di dalam air selama satu saat memindahkan jisim kira-kira 0.1 miligram. Mereka juga memperhatikan bahawa jisim ini adalah sebahagian daripada jisim keseluruhan sistem, yang bergerak dengan gelombang, ketika bergerak dari satu tempat ke tempat lain.
Penting untuk diperhatikan bahawa para penyelidik sebenarnya tidak mengukur jisim yang dibawa oleh gelombang bunyi - mereka menggunakan matematik untuk membuktikan bahawa ini berlaku. Dalam hal pengukuran sebenar, mereka mencadangkan eksperimen yang dapat dilakukan dengan gelombang suara dalam kondensat Bose-Einstein atom yang sangat dingin - persediaan seperti itu harus menunjukkan jisim yang cukup untuk dipindahkan untuk diukur. Mereka juga memperhatikan bahawa pendekatan terbaik mungkin untuk mengukur massa yang dibawa oleh gelombang suara yang bergerak melalui Bumi sebagai bagian dari gempa bumi. Bunyi seperti itu dapat membawa jutaan kilogram jisim, yang akan dapat dilihat pada peranti yang mengukur medan graviti.
Ilya Khel
