Non è il suono di un forte terremoto sottomarino, né il suono di un gambero a pistola che fa schioccare gli artigli più forte di un concerto dei Pink Floyd. È, infatti, il suono di un piccolo getto d'acqua - circa la metà della larghezza di un capello umano - che viene colpito da un laser a raggi X ancora più sottile.
Non puoi davvero sentire questo suono, perché è stato creato in una camera a vuoto. Questo è probabilmente il meglio, considerando che, a circa 270 decibel, queste onde di pressione rimbombanti sono persino più forti del lancio del razzo più rumoroso della NASA (che misurava circa 205 decibel). Tuttavia, puoi vedere gli effetti microscopicamente devastanti del suono in azione, grazie a una serie di video al rallentatore registrati presso il National Accelerator Laboratory di SLAC a Menlo Park, California, come parte di un nuovo studio.
Nel video qui sopra, che è stato girato in circa 40 nanosecondi (40 miliardesimi di secondo), il laser pulsante immediatamente divide il getto d'acqua in due, vaporizzando il fluido che tocca mentre invia potenti onde di pressione che oscillano su entrambi i lati del getto. Queste onde creano più onde e, per circa 10 nanosecondi, si formano nuvole nere frizzanti di bolle che collassano su ciascun lato della cavità.
Secondo Claudiu Stan, un fisico della Rutgers University di Newark, nel New Jersey, e uno dei coautori dello studio, queste onde di pressione rappresentano probabilmente il suono subacqueo più forte possibile. Se fosse più forte, il suono "in realtà fa bollire il liquido", ha detto Stan a Live Science - e una volta che l'acqua bolle, il suono non ha alcun mezzo da attraversare.
Perché provare a scoprire un suono che fa a pezzi il suo mezzo? Secondo Stan, comprendere i limiti del suono subacqueo potrebbe aiutare i ricercatori a progettare esperimenti futuri.
Gli scienziati sospendono regolarmente piccoli frammenti di materia intrigante, ad esempio un tipo specifico di cristallo proteico, ad esempio, nei getti di fluido e li esplodono con i laser per determinarne le proprietà chimiche. Se gli scienziati sanno esattamente quanto può essere intenso un impulso laser senza distruggere accidentalmente il liquido, ciò potrebbe migliorare il modo in cui vengono eseguiti questi esperimenti, Stan ha affermato che ciò è particolarmente vero per gli studi in cui gli scienziati colpiscono campioni di materiale con raggi ad alta potenza per testare il materiale integrità strutturale.
"Questa ricerca può aiutarci a studiare in futuro come reagirebbero i campioni microscopici quando vengono fortemente vibrati dal suono subacqueo", ha affermato Stan.
Questa non è la prima volta che i ricercatori SLAC usano questo laser a raggi X per testare i limiti della fisica. In uno studio del 2017, i ricercatori hanno utilizzato lo stesso laser per far esplodere gli elettroni da un atomo, creando un "buco nero molecolare" che aspirava tutti gli elettroni disponibili dagli atomi vicini. Preso in tandem, quello studio e quello nuovo danno come risultato una conclusione inattaccabile: i laser sono davvero fantastici.
