Учёные рассказали об антигравитации звука

Учёные из США предположили, что звук обладает антигравитацией, способствующей звуковым квазичастицам совершать движение против силы тяжести. Результаты научной работы физики представили на страницах издания Physical Review.



Теоретическая наука описывает звуковые волны в виде квазичастиц (квантов колебания среды), именуемых фононами. Поскольку в газе взаимодействия частиц на дистанции не происходит, в данной среде возможность распространяться имеется лишь у поперечных звуковых волн, то есть у периодичного изменения давления. Традиционно в науке считается, что в упомянутом случае частицы покоятся, и потому масса не переносится в макромасштабе, а сами фононы – безмассовые и не могут прямо взаимодействовать с гравитацией.

В новом исследовании учёные теоретически предсказали способность фононов на самом деле двигаться под воздействием гравитации, однако неожиданным способом. Научный опыт проводили с ограничениями: физики изучали лишь возбуждения в сверхтекучей жидкости при температуре в нуль градусов. Теперь же эксперты расширили описание, добавив в него обычные жидкости и твёрдые тела. Как оказалось, крохотная эффективная гравитационная масса фононов образовывала едва уловимое гравитационное поле, притом что его источник двигался наряду со звуковой квазичастицей. Получается, что с физической стороны у фононов имеется масса, и она отрицательна.

Предсказываемый этой гипотезой эффект очень мал и не может быть непосредственно зарегистрирован современным техоборудованием. Американские физики предложили ещё один способ для проверки своей идеи об антигравитации звука. Он заключается в точном измерении искривления направления движения фононов в среде, которая находится под воздействием гравитации.