Il suono ha una massa negativa e tutto intorno a te va alla deriva su, su e via, anche se molto lentamente.
Questa è la conclusione di un documento presentato il 23 luglio alla rivista di prestampa arXiv, e frantuma la comprensione convenzionale che i ricercatori hanno da tempo avuto delle onde sonore: come increspature senza massa che attraversano la materia, dando alle molecole una spinta ma alla fine bilanciando qualsiasi avanti o verso l'alto moto con un movimento discendente uguale e opposto. Questo è un modello semplice che spiegherà il comportamento del suono nella maggior parte dei casi, ma non è del tutto vero, sostiene il nuovo documento.
Un fonone - un'unità di vibrazione simile a una particella che può descrivere il suono su scale molto piccole - ha una massa negativa molto leggera, e ciò significa che le onde sonore viaggiano verso l'alto in modo così lieve, ha detto Rafael Krichevsky, uno studente laureato in fisica presso la Columbia University.
I fononi non sono particelle del tipo che la maggior parte delle persone immagina, come atomi o molecole, ha detto Krichevsky, che ha pubblicato il documento insieme ad Angelo Esposito, uno studente laureato in fisica presso la Columbia University e Alberto Nicolis, professore di fisica associato alla Columbia.
Quando il suono si muove nell'aria, fa vibrare le molecole attorno ad essa, ma quella vibrazione non può essere facilmente descritta dal movimento delle molecole stesse, Krichevsky ha detto a Live Science in una e-mail.
Invece, proprio come le onde luminose possono essere descritte come fotoni o particelle di luce, i fononi sono un modo per descrivere le onde sonore che emergono dalle complesse interazioni delle molecole fluide, ha detto Krichevsky. Non emerge alcuna particella fisica, ma i ricercatori possono usare la matematica delle particelle per descriverla.
E si scopre, i ricercatori hanno dimostrato che questi fononi emergenti hanno una massa minuscola, il che significa che quando si avvicinano a loro, si muovono nella direzione opposta.
"In un campo gravitazionale i fononi accelerano lentamente nella direzione opposta a quella che ci si aspetterebbe, diciamo, che cada un mattone", ha detto Krichevsky.
Per capire come potrebbe funzionare, immagina un fluido normale in cui la gravità agisce verso il basso. Le particelle fluide comprimeranno le particelle sottostanti, in modo che sia leggermente più densa verso il basso. I fisici sanno già che il suono in genere si muove più velocemente attraverso supporti più densi che attraverso supporti meno densi, quindi la velocità del suono sopra un fonone sarà più lenta della velocità del suono attraverso le particelle leggermente più dense al di sotto di esso. Ciò fa sì che il fonone "fletta" verso l'alto, ha detto Krichevsky.
Questo processo si verifica anche con onde sonore su larga scala, ha affermato Krichevsky. Ciò include ogni minimo suono che esce dalla tua bocca, anche se solo leggermente. Su una distanza sufficientemente lunga, il suono di te che dice "ciao" si piegherà verso l'alto nel cielo.
L'effetto è troppo piccolo per essere misurato con la tecnologia esistente, i ricercatori hanno scritto nel nuovo documento, che non è stato rivisto da pari.
Ma non è impossibile che, lungo la strada, si possa effettuare una misurazione molto precisa usando orologi super-precisi in grado di rilevare la leggera curvatura del percorso di un fonone. (Il New Scientist ha suggerito che la musica heavy metal sarebbe un candidato divertente per un simile esperimento nel loro rapporto originale sull'argomento.)
E ci sono conseguenze reali su questa scoperta, ha scritto il ricercatore. Nei densi nuclei di stelle di neutroni, dove le onde sonore si muovono quasi alla velocità della luce, un'onda sonora antigravitazionale dovrebbe avere effetti reali sul comportamento dell'intera stella.
Per ora, tuttavia, questo è del tutto teorico - qualcosa su cui riflettere mentre il suono cade verso l'alto tutto intorno a noi.
