Un grup de profesori și studenți din liceu și facultate au transmis impulsuri sonore mai repede decât călătoresc lumina – cel puțin în conformitate cu o înțelegere a vitezei luminii.

Rezultatele sunt conforme cu teoria relativității a lui Einstein, așa că nu vă așteptați ca această cercetare să conducă la nave spațiale cu propulsie sonoră care zboară mai repede decât lumina. Cu toate acestea, lucrarea ar putea ajuta la stimularea cercetării care crește viteza semnalelor electrice și a altor semnale mai mare decât înainte.

Metrica standard pentru viteza luminii este aceea a luminii care călătorește în vid. Această constantă, cunoscută sub numele de c, este de aproximativ 186.000 de mile pe secundă, sau de aproximativ un milion de ori viteza sunetului în aer. Conform lucrărilor lui Einstein, materia și semnalele nu pot călători mai repede decât c.

Știința PVC

Cu toate acestea, fizicianul William Robertson de la Middle Tennessee State University din Murfreesboro, împreună cu un liceu profesor, doi studenți și doi liceeni, au reușit, în funcție de modul în care te uiți, să transmită impulsuri de sunet mai repede decât c folosind puțin mai mult decât o conductă de plastic pentru instalații sanitare și o placă de sunet a computerului.

„Acest experiment este cu adevărat știință din subsol”, a declarat Robertson pentru LiveScience.

Cheia înțelegerii rezultatelor acestora, raportată online pe 2 ianuarie în revista Applied Physics Letters, prevede fiecare pulsul sunetului sau luminii ca un grup de unde amestecate. Acest impuls crește și coboară cu energie peste spațiu, cu un vârf de forță la mijloc.

Robertson și colegii săi au transmis impulsuri de sunet de pe placa de sunet printr-o buclă realizată din țevi sanitare din PVC și conectori de la un hardware magazin. Această buclă s-a împărțit și apoi a recombinat micile valuri care alcătuiesc fiecare puls.

Acest lucru a dus la un rezultat curios. Când se uită la un impuls care a intrat și apoi a ieșit din conductă, înainte ca vârful impulsului de intrare să ajungă chiar în conductă, vârful pulsului de ieșire a părăsit deja conducta.

Dacă viteza fiecăruia dintre undele care alcătuiesc un impuls de sunet în această configurație sunt luate împreună, „viteza de grup” a impulsului a depășit c.

„Cred că aceasta este prima demonstrație experimentală a sunetului care merge mai repede decât lumina, „A spus Robertson. Cercetările anterioare au dovedit că este posibil să se transmită impulsuri electrice și chiar luminoase cu viteze de grup care depășesc c.

Lucru comun?

Robertson a explicat că acest efect acustic mai rapid decât lumina este probabil banal, dar imperceptibil.

„Filtrul de buclă pe care l-am folosit împarte și apoi recombină sunetul de-a lungul a două căi inegale de lungime”, a spus el. „O astfel de interferență„ divizată ”apare frecvent în lumea de zi cu zi.”

De exemplu: „Când o sursă de sunet este situată lângă un perete dur, un sunet ajunge la ascultător direct de la sursă, în timp ce altele parcurge calea mai lungă care scoate sunetul de pe perete. Sunetele se combină la ascultător „, a spus Robertson. Cu toate acestea, slăbiciunea semnalelor și faptul că diferențele rezultante în sincronizare sunt foarte mici „înseamnă că nu vom putea auzi niciodată acest efect.”

Niciuna dintre undele individuale care alcătuiesc impulsurile sonore a călătorit mai repede decât c. Cu alte cuvinte, teoria relativității a lui Einstein a fost păstrată. Aceasta înseamnă că, de exemplu, nu se poate striga un mesaj mai repede decât lumina.

Cu toate acestea, această cercetare ar putea avea aplicații inginerești. Robertson a explicat că, deși nu este posibil să se trimită informații mai repede decât lumina, se pare că aceste tehnici ar putea face posibilă direcționarea semnalelor mai lente decât lumina în circuitele electronice mai repede decât înainte.

• Micile mistere ale vieții
• Lumina călătorește înapoi și mai repede decât lumina
• Oamenii de știință pun la îndoială legile fundamentale ale naturii
• Oamenii de știință se încurcă viteza luminii
• Cele mai mari mituri populare

Într-un experiment anterior fără legătură, Robert Boyd de la Universitatea din Rochester a folosit principii similare pentru a face impulsurile de lumină să se deplaseze înapoi și mai rapid decât c.

Consultați o grafică sau o animație

sau citiți povestea.