Скорость звука может превысить скорость света в вакууме
Парадоксальный, на первый взгляд, результат получили в своём опыте физики из университета Миссисипи (University of Mississippi). Группа во главе с Джоэлом Мобли (Joel Mobley) составила особую водяную суспензию, в которой ультразвуковой импульс способен наращивать свою скорость на пять порядков.
| Схема опыта Мобли. Для вычисления групповой скорости импульса приёмник помещают на различном удалении от передатчика и проводят измерения дважды (иллюстрация с сайта physicsweb.org). |
О нарушении законов физики речи не идёт, объясняют специалисты, поскольку в опыте измерялась так называемая групповая скорость (ну участвующая в передаче энергии, вещества или информации). Её не следует путать с фазовой скоростью – скоростью распространения волны определённой частоты. Она-то остаётся нормальной (в воде – примерно 1,5 километра в секунду).
Но поскольку обычный звуковой (и световой тоже) импульс – это смесь разных частот, можно также говорить о скорости перемещения пика некоего суммарного импульса. И за счёт разных скоростей звука для разных частот этот пик может смещаться намного быстрее.
Величина его ускорения зависит от физических параметров среды, влияющих на дисперсию сигналов разных частот. В прежних опытах уже было показано, что лазерные импульсы в определённых условиях могут показывать групповую скорость большую, чем скорость света.
Но Мобли вычислил, что и групповая скорость звуковой волны — также может превысить скорость света в вакууме! Он говорит, что это возможно в маленькой камере (8 миллилитров) с водой, наполненной 400 тысячами пластмассовых сфер диаметром по 0,1 миллиметра.
Правда, пока такого сверхсветового превышения не было продемонстрировано. Хотя в собранной установке Мобли уже показал, что скорость звука (групповая) вырастает многократно. Учёный говорит, что его опыт доказывает реальность подобного ускорения и то, что для его достижения не требуется каких-то сверхъестественных условий.
При этом, однако, сам импульс чрезвычайно сильно ослабляется. За счёт той же дисперсии. Потому уловить его – тяжело.
Сейчас Мобли как раз готовит опыт по практическому превышению скорости света ультразвуком. Главная проблема – так повысить отношение сигнал/шум в собранной установке, чтобы уловить этот сверхсветовой звуковой импульс в приёмнике.
***
