Ez nem egy hatalmas víz alatti földrengés hangja, és nem egy olyan pisztolygarnéla hangja, amely hangosabban kiabálja a karját, mint egy Pink Floyd koncert. Valójában egy apró, az emberi haj szélességének körülbelül felét meghaladó vízsugár hangját sújtja egy még vékonyabb röntgen lézer.
Valójában ezt a hangot nem hallja, mert egy vákuumkamrában jött létre. Valószínűleg a legjobb, ha figyelembe vesszük, hogy körülbelül 270 decibelnél ezek a hullámzó nyomáshullámok még hangosabbak, mint a NASA eddigi leghangosabb rakétaindítása (amely körülbelül 205 decibelt mért). Ugyanakkor a hang mikroszkopikusan pusztító hatásait láthatja működésében, egy ultra-lassított videó sorozatnak köszönhetően, amelyet egy új tanulmány részeként rögzítettek a kaliforniai Menlo Parkban, a SLAC Nemzeti Gyorsító laboratóriumban.
A fenti videóban, amelyet körülbelül 40 nanosekundumban (40 milliárd másodperc másodperc alatt) készítettek, a pulzáló lézer azonnal felosztja a vízsugarat ketté, elpárologtatva az általa megérintett folyadékot, miközben erőteljes nyomáshullámokat küld, amelyek a fúvóka mindkét oldalán hullálnak. Ezek a hullámok újabb hullámokat hoznak létre, és körülbelül 10 nanosekundum alatt az üreg mindkét oldalán összezsugorodó buborékok csillogó fekete felhői képződnek.
Claudiu Stan, a New Jersey-i Newark Rutgers Egyetem fizikusa és a tanulmány egyik szerzője szerint ezek a nyomáshullámok valószínűleg a lehető leghangosabb víz alatti hangot képviselik. Ha hangosabb lenne, akkor a hang "valóban felforralja a folyadékot" - mondta Stan a Live Science-nek - és amint a víz felforr, a hangnak nincs közege áthaladni.
Miért próbálhat felfedezni egy hangot, amely elbontja a saját médiumát? Stan szerint a víz alatti hang határainak megértése segítheti a kutatókat a jövőbeli kísérletek megtervezésében.
A tudósok rendszeresen felfüggesztik az érdekes anyag kis részét - például egy adott típusú fehérjekristályt - a folyadékfúvókákban, és lézerrel fújják őket kémiai tulajdonságaik meghatározása céljából. Ha a tudósok pontosan tudják, milyen intenzív lehet a lézerimpulzus a folyadék véletlen elpusztítása nélkül, ez javíthatja a kísérletek elvégzésének módját, mondta Stan. Ez különösen igaz azokra a vizsgálatokra, ahol a tudósok az anyagmintákat nagy teljesítményű sugarakkal ütik fel az anyag szerkezeti integritás.
"Ez a kutatás segíthet nekünk a jövőben annak megvizsgálásában, hogy mikroszkópos minták reagálnának, ha a víz alatti hang erősen rázkódik" - mondta Stan.
Ez nem az első alkalom, hogy a SLAC kutatói ezt a röntgen lézert használják a fizika határainak tesztelésére. Egy 2017. évi tanulmányban a kutatók ugyanazt a lézert használták az elektronok robbantásához egy atomból, létrehozva egy "molekuláris fekete lyukat", amely a közeli atomok összes elérhető elektronját beszívta. Egyidejűleg véve, ez a tanulmány és az újabb egy kifoghatatlan következtetést eredményez: A lézerek valóban, nagyon jóak.
