Cientistas descobrem novo limite para a velocidade do som

Cientistas descobrem novo limite para a velocidade do som

Qual a velocidade máxima que o som pode alcançar? Partindo deste questionamento, cientistas da Queen Mary University of London e da Universidade de Cambridge, ambas na Inglaterra, e do Institute for High Pressure Physics, na Rússia, conseguiram calcular esse limite.

Até agora, não se sabia se as ondas sonoras possuíam um limite de velocidade, independente do meio, como acontece com a luz — as teorias de Einstein mostram que a velocidade máxima da luz no vácuo é de 300 mil km/s.

No caso da velocidade do som, ela varia conforme o tipo de material por meio do qual as ondas se propagam. Geralmente, ela é mais lenta nos gases, um pouco mais rápida nos líquidos e bem mais veloz nos sólidos, chegando a 18 km/s no diamante, material mais duro conhecido.

Velocidade do som em diferentes sólidos, em função da massa. (Fonte: Science Advances/Reprodução)

Em vez de calcula-la para cada material, os pesquisadores queriam saber se era possível fazer um cálculo geral, independente do meio em que as ondas viajam. No estudo publicado na revista Science Advances, no último domingo (9), eles mostraram ser possível estimar tal velocidade.

Qual é o limite?

Segundo os autores da pesquisa, a velocidade do som máxima é de 36 km/s, o dobro da velocidade das ondas sonoras propagadas nos diamantes e mais de 100 vezes a velocidade medida no ar.

Para chegar ao resultado, o professor de física da Queen Mary University of London Kostya Trachenko e seus colegas revisaram a fórmula padrão, expandindo-a para um caso idealizado. Na nova versão, a fórmula leva em conta três constantes físicas: a velocidade da luz no vácuo, a razão entre a massa dos elétrons  e dos prótons e a constante de estrutura fina.

Velocidade do som em sólidos, representados pelos círculos, e líquidos, pelos losangos. (Fonte: Science Advances/Reprodução)

De acordo com a equipe, essa fórmula idealizada possibilita prever o limite superior da velocidade do som, sem levar em conta as propriedades do material como um todo e suas imperfeições.

Outro detalhe revelado por eles é que o som viaja mais rápido em hidrogênio atômico sólido, com o material na fase metálica e em condições de pressão comparáveis às registradas no núcleo de planetas como Júpiter.

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