En trio forskare vid Columbia University har hittat fler bevis som visar att ljudvågor bär massa. I deras tidning publicerad i tidningen Fysiska granskningsbrev , Angelo Esposito, Rafael Krichevsky och Alberto Nicolis beskriver att använda effektiva fältteoretiska tekniker för att bekräfta resultaten från ett team förra året som försökte mäta massa som bärs av ljudvågor.

Under många år har fysikerna känt sig säkra på att ljudvågor bär energi - men det fanns inga bevis som tyder på att de också bär massa. Det verkade inte finnas någon anledning att tro att de skulle generera ett gravitationsfält. Men det förändrades förra året när Nicolis och en annan fysiker Riccardo Penco fann bevis som tyder på att konventionellt tänkande var fel. De hade använt kvantfältteori för att visa att ljudvågor som rör sig genom helfluid helium bar en liten mängd massa med sig. Mer specifikt, de fann att fononer interagerade med ett gravitationsfält på ett sätt som tvingade dem att bära massa när de rörde sig genom materialet. I denna nya insats, forskarna rapporterar bevis som tyder på att samma resultat gäller för de flesta material.

Med hjälp av effektiv fältteori, de visade att en enda-watts ljudvåg som rörde sig i en sekund i vatten skulle bära med sig en massa på cirka 0,1 milligram. De noterar vidare att massan visade sig vara en bråkdel av den totala massan av ett system som rörde sig med vågen, eftersom den förflyttades från en plats till en annan.

Viktigt, forskarna mätte faktiskt inte massan som bärs av en ljudvåg - de använde matte för att bevisa att det händer. För verkliga mätningar, de föreslår att experiment kan utföras med ljudvågor när de rör sig genom ett Bose-Einstein-kondensat av mycket kalla atomer-en sådan uppställning bör visa tillräckligt med massa för att möjliggöra mätning. Men de noterar också att ett bättre tillvägagångssätt kan vara att mäta massan som bärs av ljudvågor som rör sig genom jorden som en del av en skalv. Så mycket ljud kan bära miljarder kilo massa, som kan vara synliga på enheter som mäter gravitationsfält.

© 2019 Science X Network