东莞市盛裕绒艺玩具有限公司

东莞市盛裕绒艺玩具有限公司

环亚电游最新网址

15247889615
联系方式
全国服务热线: 15247889615

咨询热线:18878157192
联系人:康睿瑶
地址:塘沽胡家园街道五十间房村香颂园15-1-1401号

你对于声音的认识可能是错的:研究称声子有负质量

来源:环亚电游最新网址   发布时间:2019-07-01   点击量:55

北京时间8月15日消息,据国外媒体报道,研究人员近日在论文预印网站arXiv上发表了一篇论文,称声音可能有“负质量”,会逐渐向上运动、直至消失,只不过这一过程极其缓慢。这或将彻底改变科学家对声波的认识。

传统理论认为,声波是一种无质量的“涟漪”,可沿着物质传播。声波会先向分子施加一个推力,但最终取得平衡后,分子便会做幅度相同、方向相反的运动。这个简单直接的模型可以解释大多数情况下声波的行为,但这篇新论文指出,事实并非仅此而已。

长时间以来,科学家一直认为声波是没有质量的。这张超音速喷气机周围的声波图也体现了这一点。但一项新研究指出,事实并非如此。

声子(phonon)是一种粒子态的振动单位,可以在微观尺度上描述声音的行为。哥伦比亚大学物理学研究生拉菲尔·克里切夫斯基(Rafael Krichevsky)指出,声子有非常微弱的负质量,这意味着声波会稍稍向上方运动。

这篇论文由克里切夫斯基与哥大物理学研究生安杰洛·埃斯波西托(Angelo Esposito)和哥大物理学副教授阿尔伯托·尼克利斯(Alberto Nicolis)共同发表。克里切夫斯基解释道,声子并不是一般人心目中的那种粒子,如分子、原子等等。声音在空气中传播时,会引发周围的分子振动,但这种振动无法简单地用分子自身运动来解释。相反,就像光波可以用光子来描述一样,声子也可以描述声音与液体分子之间复杂的相互作用。这个模型并未涉及实际的物理粒子,但研究人员可以用它来描述声音的行为。结果研究人员发现,声子具有微弱的反质量,因此受到地球重力影响时,声子会不降反升。

“在引力场中,声子会朝着与引力相反的方向缓缓加速运动。”克里切夫斯基指出。

要想弄明白这一点,可以先想象一种正常的、会沿引力向下运动的液体。液体粒子会压缩其下方的粒子,因此越往下密度越大。物理学家已经知道,介质密度越大,声音的传播速度往往越快。因此某个声子上方的声音传播速度会慢于其下方声音的传播速度。这样一来,声子便相当于向上“偏移”了。

克里切夫斯基表示,大规模声波也存在这一现象,包括你平时说话的声音。只要传播距离足够远,你的声音就会越升越高,只不过幅度非常微小,还无法用现有技术测量。

但有朝一日,利用超高精度的计时工具,也许可以精确测量出声子轨迹的微小变化。有专家指出,不妨用重金属音乐来做这类实验,想必会很有意思。

研究人员表示,这一发现将具有实际意义。在中子星密度极高的内核中,声波的传播速度可接近光速。而声波若具有反重力特性,应当能够对整个中子星产生实际影响。

但就目前而言,这些猜测仍停留在理论阶段,还需要细细考虑一番。

相关产品

COPYRIGHTS©2017 环亚电游最新网址 ALL RIGHTS RESERVED 备案号:55