Вчені зуміли отримати найгучніший можливий звук

17


У Національній лабораторії SLAC (США) група дослідників під керівництвом Габріеля Блажа зуміла досягти на практиці розрахункового межі гучності звуку. Вони використовували рентгенівський лазер Linac Coherent Light Source (LCLS) для впливу на мікроструі води, породжуючи в них ударні хвилі. Таким чином їм вдалося домогтися інтенсивності звукового тиску в 270 дБ.
Так як звук не самостійне явище, а свого роду побічний ефект впливу на середовище, він може формуватися тільки в невеликому спектрі умов. Якщо в середовищі немає коливань, вона нерухома — це відповідає нульовому рівню гучності. При прикладанні зовнішньої сили ми можемо спровокувати коливання, нарощуючи їх інтенсивність і гучність. Але при досягненні рівня у 194 дБ для повітря і 270 дБ для води такий тиск почне руйнувати саму середу, яка проводить коливання – рух частинок продовжиться, а от звуку вже не буде.
Дослідники застосували рентгенівський лазер, щоб обстрілювати імпульсами тонкі цівки води діаметром 14-30 мкм. Під впливом випромінювання рідина миттєво випарувалася, породжуючи ударну хвилю, яка починала рух уздовж струменя. Виходила комбінація зон високого і низького тиску, що і є звуковою хвилею з фізичної точки зору. І її гучність була гранично можливого для цих умов – 270 дБ.
Метою експерименту було не досягнення межі гучності — а пошук доказів, що це саме межа. При посиленні впливу на воду та замість простого випаровування стала перетворюватися в мікропухирців, заповнені пором. Вони утворювалися і відразу ж схлопывались (цей процес носить назву кавітації — прим. ред. Техкульт), що створювало перепади тиску, але повноцінна звукова хвиля сформуватися в таких умовах вже не могла. Що і потрібно було довести в рамках цього експерименту.