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As ondas sonoras são portadoras de massa

17.03.2019

Cientistas das Universidades de Columbia e Pensilvânia têm pesquisado questões relacionadas ao comportamento e dispersão das ondas sonoras que se propagam em um líquido superfluido, o hélio líquido. O primeiro de seus experimentos mostrou que o som tem um valor de massa diferente de zero e, devido a isso, seu movimento cai sob a influência do campo gravitacional global, a força da gravidade neste caso.

O nível de efeitos descobertos pelos cientistas é tão pequeno que suas manifestações não podem ser sentidas na Terra de forma alguma, podem se manifestar em condições muito extremas, quando o "rugido" estelar gerado se move no ambiente de objetos extremamente densos, como nêutrons estrelas. E então os efeitos da interação de poderosas ondas sonoras com a gravidade mais forte dos objetos espaciais podem afetar significativamente os processos que ocorrem nessa região do espaço.

Embora os cientistas tenham confirmado a possibilidade de as ondas sonoras terem massa em condições extremas, agora estão preparando uma série de experimentos que devem confirmar que os fônons, partículas sonoras, têm massa em condições normais. Tudo isso contradiz a teoria existente, segundo a qual os fônons não têm massa e os campos gravitacionais não afetam seu movimento de forma alguma.

A chave para resolver o problema descrito acima será o estudo da propagação de fônons em um meio com determinados parâmetros. Em um meio ideal, o movimento dos fônons e a transferência do momento do movimento podem ser descritos como uma das formas de dispersão linear, que, segundo cálculos teóricos, dá aos fônons uma massa diferente de zero. Mas na realidade que os cientistas têm que enfrentar, tudo é muito pior, partículas e líquidos reais estão longe do ideal, obedecem a uma série de outras leis físicas, interagem e têm influência mútua sobre outros objetos próximos.

A massa que os cientistas vão encontrar no fônon é muito pequena. Está na mesma faixa da quantidade de energia de um fóton de luz dividido pelo quadrado da velocidade da luz, ou seja, essa massa é muito, muito pequena. Infelizmente, longe de todos os cálculos teóricos e confirmações apresentados pelos cientistas terem sido testados na prática, para isso será necessário medir as mudanças gravitacionais ao nível de átomos individuais resfriados a uma temperatura próxima do zero absoluto. Isso se tornará possível em um futuro próximo, apenas recentemente os cientistas puderam experimentar os condensados de Bose-Einstein no espaço.

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