你可能会认为|科学家发现声波竟然具有质量

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你可能会认为 , 自艾萨克牛顿发明了以自己名字命名的运动定律以来 , 我们对古典物理学的理解在四个世纪内达到了顶峰 , 这是情有可原的 。 但令人惊讶的新研究表明 , 仍有秘密等待着被发现 , 隐藏在普通的视线中 , 或者至少在这种情况下 , 在听力范围内 。
埃斯波西托和他的同事在去年发表的一篇论文的基础上 , 首次提出声子可能在超流体中具有质量 。 然而 , 最新的研究表明 , 这种效应也适用于其他材料 , 包括普通的液体和固体 , 甚至空气本身 。
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尽管声子所携带的质量被认为是非常小的——与氢原子相当 , 大约10-24克——但它实际上是可以测量的 。 但是 , 如果你要测量它 , 你会发现一些与直觉相反的东西:声子的质量是负的 , 这意味着它们会“向上”下落 。 “随着时间的推移 , 它们的轨道将逐渐远离地球这样的引力源 。 “如果它们的引力质量是正的 , 它们就会往下掉 , ”潘科说 。 因为它们的引力质量是负的 , 所以声子向上下落 。 它们“下落”的量也同样小 , 取决于声子所经过的介质 。 在水里 , 声音以每秒1.5公里的速度移动 , 声子的负质量会导致它以每秒一度的速度漂移 。 但这相当于15千米内1度的变化 , 这是非常难以测量的 。
这可能很困难 , 但这样的测量仍然是可能的 。 埃斯波西托指出 , 要分辨声子的质量 , 可以在声速非常慢的介质中寻找它们 。 这在超流氦中可能是可能的 , 那里的声速可以下降到每秒几百米甚至更少 , 一个声子的通过可能会改变一个原子的等效物质 。
【你可能会认为|科学家发现声波竟然具有质量】另一种选择是 , 研究人员不去寻找被外来物质放大的微小效应 , 而是通过仔细研究极度强烈的声波来寻找更明显的携带质量声子的迹象 。 埃斯波西托说 , 地震提供了一种可能性 。 根据他的计算 , 9级地震将释放足够的能量 , 因此地震声波重力加速度的变化可以用原子钟来测量 。 (虽然目前的技术还不够灵敏 , 无法探测地震波的引力场 , 但未来技术的进步可能会使这成为可能 。 )
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具有质量的声波不太可能对日常生活产生重大影响 , 但如此基本的东西被长期忽视的可能性很有趣 。 “在这篇论文发表之前 , 人们一直认为声波不会传递质量 , ”卡内基梅隆大学的IraRothstein说 , 他没有参与这项研究 。 所以从这个意义上说 , 这是一个非常了不起的结果 。 因为任何时候你在经典物理中发现任何新的结果 , 考虑到它从牛顿开始就存在 , 你会认为它会被完全理解 。 如果你足够仔细地观察 , 你会发现即使是在已经被覆盖了几个世纪的领域里 , 也有新鲜的(想法) 。 ”
至于为什么以前从未发现过这种现象 , 埃斯波西托并不确定 。 “也许因为我们是高能物理学家 , 重力更像是我们的语言 , ”他说 。 “这不是什么理论上的胡言乱语 。 原则上 , 人们几年前就能发现它 。 ”
来源:小龙的幽默段子