La vitesse maximale du son estimée 100 fois supérieure à celle dans l’air
Lorsque nous parlons de la vitesse du son, nous voulons généralement dire à quelle vitesse celui-ci se déplace dans l’air. Mais il peut se propager beaucoup plus rapidement dans d’autres milieux, et des scientifiques de l’université de Cambridge et de l’université Queen Mary de Londres ont maintenant identifié la vitesse maximale absolue du son.
Image d’entête : un mur de son. (le Guru sort…)
L’équipe a découvert qu’à sa vitesse maximale, le son peut se déplacer à 36 km par seconde. C’est presque 100 fois plus rapide que sa vitesse moyenne dans l’air, qui est de 343 m par seconde, et trois fois plus rapide que sa vitesse maximale mesurée précédemment de 12 km par seconde, à travers le diamant.
Quel est donc le support qui permet au son de voyager à une vitesse aussi élevée ? Selon la nouvelle étude, c’est l’hydrogène atomique solide. Cette forme de l’élément ne se produit que sous une immense pression, comme celle que l’on trouve au cœur des planètes géantes gazeuses comme Jupiter. Dans ces conditions, l’hydrogène est comprimé en un solide métallique qui peut facilement conduire l’électricité et, en fait, le son.
Les chercheurs sont arrivés à cette conclusion en étudiant deux constantes fondamentales : la constante de structure fine et le rapport de la masse du proton à celle de l’électron. Ces chiffres jouent un très important rôle dans divers domaines scientifiques, y compris, dans le cas présent, la propriété des matériaux.
L’une des prédictions de la théorie est que la vitesse du son devrait diminuer avec la masse de l’atome, donc par extension le son devrait voyager plus rapidement dans l’hydrogène atomique solide. L’équipe a utilisé des calculs de mécanique quantique pour tester à quelle vitesse il se déplacerait à travers le matériau, et elle a constaté que la vitesse est proche de la limite fondamentale théorique.
En plus d’être fascinant, ce genre d’étude n’a peut-être pas un grand impact sur notre vie quotidienne, mais l’équipe affirme qu’une meilleure compréhension de ces constantes et limites fondamentales peut améliorer nos modèles pour toute une série de domaines scientifiques.
Selon Kostya Trachenko, auteur principal de l’étude :
Nous pensons que les résultats de cette étude pourraient avoir d’autres applications scientifiques en nous aidant à trouver et à comprendre les limites de différentes propriétés telles que la viscosité et la conductivité thermique, pertinentes pour la supraconductivité à haute température, le plasma quark-gluon et même la physique des trous noirs.
L’étude publiée dans Science Advances : Speed of sound from fundamental physical constants et présentée sur le site de la Queen Mary University of London : Scientists find upper limit for the speed of sound.