إنه ليس صوت زلزال ضخم تحت الماء ، ولا صوت روبيان مسدس يقطع مخالبه بصوت أعلى من حفلة بينك فلويد. في الواقع ، هو صوت نفاثة مائية صغيرة - حوالي نصف عرض شعر الإنسان - يتم ضربه بواسطة أشعة سينية أرق.
لا يمكنك سماع هذا الصوت في الواقع ، لأنه تم إنشاؤه في غرفة فراغ. من المحتمل أن يكون ذلك للأفضل ، مع الأخذ في الاعتبار أنه عند حوالي 270 ديسيبل ، فإن موجات الضغط الصاخبة أعلى صوتًا من إطلاق ناسا لأعلى صاروخ على الإطلاق (الذي يقيس حوالي 205 ديسيبل). ومع ذلك ، يمكنك رؤية التأثيرات المدمرة للميكروسكوب الصوتي أثناء التشغيل ، وذلك بفضل سلسلة من مقاطع الفيديو ذات الحركة البطيئة للغاية المسجلة في مختبر SLAC الوطني للمسرعات في مينلو بارك ، كاليفورنيا ، كجزء من دراسة جديدة.
في الفيديو أعلاه ، الذي تم تصويره في حوالي 40 نانو ثانية (40 مليار جزء من الثانية) ، يقسم الليزر النبضي على الفور نفث الماء إلى قسمين ، مما يبخر السائل الذي يلمسه أثناء إرسال موجات ضغط قوية تتأرجح على جانبي الطائرة. تخلق هذه الموجات المزيد من الموجات ، وبحلول حوالي 10 نانو ثانية في ، تتشكل غيوم سوداء من فقاعات منهارة على كل جانب من التجويف.
ووفقًا لكلوديو ستان ، وهو فيزيائي بجامعة روتجرز في نيوارك بولاية نيوجيرسي ، وأحد المؤلفين المشاركين في الدراسة ، فإن موجات الضغط هذه تمثل على الأرجح أعلى صوت ممكن تحت الماء. وقال ستان لـ Live Science: "إذا كان الصوت أعلى ، فإن الصوت" سيغلي السائل بالفعل "، وبمجرد أن يغلي الماء ، لا يوجد صوت يمر عبره.
لماذا تحاول اكتشاف صوت يمزق وسطه الخاص؟ وفقا لستان ، فإن فهم حدود الصوت تحت الماء يمكن أن يساعد الباحثين على تصميم التجارب المستقبلية.
يقوم العلماء بتعليق أجزاء صغيرة من المواد المثيرة للاهتمام بانتظام - على سبيل المثال ، نوع معين من بلورات البروتين ، على سبيل المثال - في نفثات السوائل ويفجرونها بالليزر لتحديد خصائصها الكيميائية. قال ستان إن العلماء إذا كانوا يعرفون بدقة مدى شدة نبضة الليزر دون تدمير السائل عن طريق الخطأ ، فإن ذلك يمكن أن يحسن طريقة إجراء هذه التجارب ، وهذا ينطبق بشكل خاص على الدراسات التي يضرب فيها العلماء عينات من المواد باستخدام أشعة عالية الطاقة لاختبار المادة السلامة الهيكلية.
قال ستان: "يمكن أن يساعدنا هذا البحث في التحقيق في المستقبل حول كيفية استجابة العينات المجهرية عندما تهتز بشدة بسبب الصوت تحت الماء".
ليست هذه هي المرة الأولى التي يستخدم فيها باحثو SLAC ليزر الأشعة السينية هذا لاختبار حدود الفيزياء. في دراسة أجريت عام 2017 ، استخدم الباحثون نفس الليزر لإخراج الإلكترونات من ذرة ، وخلق "ثقب أسود جزيئي" يمتص جميع الإلكترونات المتاحة من الذرات القريبة. بالتوازي مع تلك الدراسة والنتيجة الجديدة نتج عنها استنتاج واحد لا يمكن تحديده: الليزر رائع حقًا.
