El sonido no es sólo algo que escuchamos. Es un fenómeno físico dominante: una onda de presión que reverbera en el aire que nos rodea.
Pero el medio por el que viaja el sonido no tiene por qué ser necesariamente el aire. Los sonidos extremadamente fuertes también pueden viajar a través del agua, a veces incluso debido a un pez particularmente vocal. Pero si quieres fabricar un cohete bajo las olas, los expertos recomiendan el uso de láseres.
En un nuevo experimento, investigadores del Laboratorio Nacional del Acelerador SLAC del Departamento de Energía utilizaron un láser de rayos X para producir un ruido extremadamente fuerte.
De hecho, el equipo dice que estuvo a punto de ser el sonido más fuerte que jamás se podría producir en el agua, en teoría hablando.
"Está justo por debajo del umbral donde el sonido hervirá el agua en una oscilación de una onda", dijo a Physics Buzz el físico Claudiu Stan, ahora en la Universidad Rutgers de Newark.
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El dispositivo que utilizaron los investigadores para esto fue la Fuente de Luz Coherente Linac (LCLS): un láser de rayos X extremadamente potente que puede hacer cosas como crear agujeros negros moleculares y calentar agua a 100.000 grados Celsius en menos de una millonésima de millonésima de segundo. segundo.
En este caso, los investigadores querían utilizar el LCLS para aprender más sobre cómo las ondas sonoras de alta intensidad que producen sonidos muy fuertes pueden afectar los materiales y las muestras biológicas.
Como parte de la investigación, el equipo hizo explotar pequeñas microburbujas de agua más delgadas que un cabello en una cámara de vacío con un pulso enfocado de fotones de rayos X. Cuando el láser interrumpió el flujo de agua, se produjo una ionización ultrarrápida en las microrráfagas mientras el agua se calentaba, vaporizando el líquido y creando ondas de choque cilíndricas que se propagan a lo largo del espolón.
Según los investigadores, estas ondas de choque tenían presiones iniciales máximas correspondientes a intensidades de sonido extremas y niveles de presión sonora superiores a 270 decibelios (dB), más altos que los de un avión que explota en los oídos o incluso el lanzamiento de un cohete.
Esto es bastante extraño, ya que los resultados sugieren que no es posible conseguir un sonido más fuerte en el agua, debido a la forma en que el agua se rompe si la presión ejercida por las ondas de choque se hace cada vez mayor.
"Las amplitudes e intensidades estaban limitadas porque la onda destruyeba su medio de propagación mediante cavitación y, por lo tanto, estas ondas ultrasónicas en burbujas son uno de los sonidos de propagación más intensos que se pueden generar en agua líquida", explican los investigadores en su artículo.
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"Estimamos que las amplitudes de estas ondas de presión exceden las presiones pico a pico más grandes obtenidas con ondas ultrasónicas enfocadas y, por lo tanto, pueden ser los sonidos de mayor intensidad generados hasta la fecha en agua líquida". Los hallazgos se informan en Physical Review Fluids.
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