Звукът има отрицателна маса и навсякъде около вас той се носе нагоре, нагоре и далеч - макар и много бавно.
Това е заключението на документ, представен на 23 юли в списанието за отпечатване arXiv, и това разрушава общоприетото разбиране, че изследователите отдавна са имали звукови вълни: като безмалкови пулсации, които ципват през материята, давайки на молекулите си тласък, но в крайна сметка балансирайки всеки напред или нагоре движение с равно и противоположно движение надолу. Това е прав модел, който ще обясни поведението на звука при повечето обстоятелства, но не е съвсем вярно, аргументира се в новата книга.
Фонон - единица вибрация, наподобяваща частици, която може да опише звука в много малки мащаби - има много лека отрицателна маса и това означава, че звуковите вълни се движат нагоре все така леко, каза Рафаел Кричевски, аспирант по физика в Колумбийския университет.
Фононите не са частици от вида, който повечето хора си представят, като атоми или молекули, казва Кричевски, който публикува статията заедно с Анджело Еспозито, студент по физика в Колумбийския университет, и Алберто Николис, доцент по физика в Колумбия.
Когато звукът се движи през въздуха, той вибрира молекулите около него, но тази вибрация не може да бъде лесно описана от движението на самите молекули, Кричевски каза пред Live Science в имейл.
Вместо това, точно както светлинните вълни могат да бъдат описани като фотони или частици от светлина, фононите са начин да се опишат звукови вълни, които възникват от сложните взаимодействия на молекулите на течностите, каза Кричевски. Не се появяват физически частици, но изследователите могат да използват математиката на частиците, за да я опишат.
И се оказва, показаха изследователите, че тези нововъзникващи фонони имат малка маса - което означава, че когато гравитацията тегли към тях, те се движат в обратна посока.
"В гравитационно поле фононите бавно се ускоряват в обратна посока, която бихте очаквали, да речем, тухла да падне", каза Кричевски.
За да разберете как това може да работи, представете си нормална течност, в която гравитацията действа надолу. Течните частици ще компресират частиците под него, така че да е малко по-плътно по-надолу. Физиците вече знаят, че звукът обикновено се движи по-бързо през по-плътна среда, отколкото през не толкова гъста среда - така че скоростта на звука над фонон ще бъде по-бавна от скоростта на звука през малко по-плътните частици под него. Това кара фононът да се „отклонява“ нагоре, каза Кричевски.
Този процес се случва и с мащабни звукови вълни, каза Кричевски. Това включва всеки бит звук, който излиза от устата ви - макар и само съвсем леко. На достатъчно голямо разстояние звукът от това, че казвате „здравей“, щеше да се огъне нагоре в небето.
Ефектът е твърде мъничък, за да се измери със съществуващите технологии, пишат изследователите в новата книга, която не е била подложена на проверка.
Но не е невъзможно, че надолу по пътя може да се направи много прецизно измерване с помощта на супер прецизни часовници, които биха открили лекото изкривяване на пътя на фонон. (Новият учен предположи, че хеви-метъл музиката ще бъде забавен кандидат за такъв експеримент в първоначалния си доклад по темата.)
И има реални последици за това откритие, пише изследователят. В плътните ядра на неутронните звезди, където звуковите вълни се движат с почти скоростта на светлината, антигравитационна звукова вълна трябва да има реални ефекти върху поведението на цялата звезда.
Засега обаче това е изцяло теоретично - нещо за размисъл, докато звукът пада нагоре навсякъде около нас.
