Un gruppo di insegnanti e studenti delle scuole superiori e dell’università ha trasmesso impulsi sonori più velocemente dei viaggi della luce, almeno secondo una comprensione della velocità della luce.

I risultati sono conformi alla teoria della relatività di Einstein, quindi non aspettarti che questa ricerca porti a astronavi a propulsione sonora che volano più veloci della luce. Tuttavia, il lavoro potrebbe aiutare a stimolare la ricerca che aumenta la velocità dei segnali elettrici e di altro tipo più in alto rispetto a prima.

La metrica standard per la velocità della luce è quella della luce che viaggia nel vuoto. Questa costante, nota come c, è di circa 186.000 miglia al secondo, o circa un milione di volte la velocità del suono nell’aria. Secondo il lavoro di Einstein, materia e segnali non possono viaggiare più velocemente di c.

Scienza del PVC

Tuttavia, il fisico William Robertson della Middle Tennessee State University di Murfreesboro, insieme a una scuola superiore insegnante, due studenti universitari e due studenti delle scuole superiori, sono riusciti, a seconda di come la si guarda, a trasmettere impulsi sonori più velocemente di c utilizzando poco più di un tubo idraulico di plastica e la scheda audio di un computer.

“Questo esperimento è veramente scienza di base”, ha detto Robertson a WordsSideKick.com.

La chiave per comprendere i loro risultati, riportati online il 2 gennaio sulla rivista Applied Physics Letters, è immaginare impulso di suono o luce come un gruppo di onde mescolate. Questo impulso sale e scende con l’energia nello spazio, con un picco di forza nel mezzo.

Robertson e i suoi colleghi hanno trasmesso impulsi sonori dalla scheda audio attraverso un anello costituito da tubi idraulici in PVC e connettori da un hardware negozio. Questo ciclo ha suddiviso e poi ricombinato le minuscole onde che compongono ogni impulso.

Ciò ha portato a un risultato curioso. Quando si osserva un impulso che è entrato e poi è uscito dal tubo, prima ancora che il picco dell’impulso in entrata entrasse nel tubo, il picco dell’impulso in uscita era già uscito dal tubo.

Se le velocità di ciascuno delle onde che compongono un impulso sonoro in questa configurazione sono prese insieme, la “velocità di gruppo” dell’impulso ha superato c.

“Credo che questa sia la prima dimostrazione sperimentale di suono che va più veloce della luce, “Ha detto Robertson. Ricerche passate hanno dimostrato che è possibile trasmettere impulsi elettrici e anche luminosi con velocità di gruppo superiori a c.

Cosa comune?

Robertson ha spiegato che questo effetto acustico più veloce della luce è probabilmente comune ma impercettibile.

“Il filtro ad anello che abbiamo usato divide e poi ricombina il suono lungo due percorsi di lunghezza diversa”, ha detto. “Tali interferenze” a percorso diviso “si verificano frequentemente nel mondo di tutti i giorni.”

Ad esempio: “Quando una sorgente sonora si trova vicino a un muro rigido, alcuni suoni raggiungono l’ascoltatore direttamente dalla sorgente mentre altri suoni percorre il percorso più lungo che fa rimbalzare il suono sul muro. I suoni si ricombinano all’ascoltatore “, ha detto Robertson. Tuttavia, la debolezza dei segnali e il fatto che eventuali differenze di tempo risultanti sono molto lievi “significa che non saremmo mai in grado di sentire questo effetto”.

Nessuna delle singole onde che compongono gli impulsi sonori viaggiato più velocemente di c. In altre parole, la teoria della relatività di Einstein è stata preservata. Ciò significa che non si poteva, ad esempio, gridare un messaggio più veloce della luce.

Tuttavia, questa ricerca potrebbe avere applicazioni ingegneristiche. Robertson ha spiegato che sebbene non sia possibile inviare informazioni più velocemente della luce, sembra che queste tecniche potrebbero rendere possibile l’instradamento di segnali più lenti della luce nei circuiti elettronici più velocemente di prima.

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In un precedente esperimento non correlato, Robert Boyd dell’Università di Rochester ha utilizzato principi simili per far viaggiare gli impulsi di luce all’indietro e più veloce di c.

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