Nejde o masívne podvodné zemetrasenie ani o zvuk kreviet pištoľových, ktoré trhajú jeho pazúry hlasnejšie ako koncerty Pink Floyd. Je to v skutočnosti zvuk malého vodného lúča - asi polovice šírky ľudských vlasov - zasiahnutý ešte tenším röntgenovým laserom.
Tento zvuk v skutočnosti nemôžete počuť, pretože bol vytvorený vo vákuovej komore. Pravdepodobne to je najlepšie, keď vezmeme do úvahy, že pri približne 270 decibeloch sú tieto rachotiace tlakové vlny ešte hlasnejšie ako najhlasnejšie spustenie rakety NASA (ktorá merala asi 205 decibelov). Mikroskopicky ničivé efekty zvuku však môžete vidieť v akcii vďaka sérii videí s pomalým pohybom zaznamenaných v Národnom akcelerátorovom laboratóriu SLAC v Menlo Park v Kalifornii ako súčasť novej štúdie.
Vo vyššie uvedenom videu, ktoré bolo filmované približne v 40 nanosekundách (40 miliárd sekúnd za sekundu), pulzujúci laser okamžite rozdelí vodný prúd na dve, odparuje tekutinu, ktorej sa dotýka, zatiaľ čo vysiela silné tlakové vlny, ktoré kolísajú po oboch stranách dýzy. Tieto vlny vytvárajú viac vĺn a asi o 10 nanosekúnd dovnútra sa na každej strane dutiny vytvárajú šumivé čierne oblaky kolabujúcich bublín.
Podľa Claudiu Stan, fyzika na Rutgers University v Newarku, New Jersey a jedného zo spoluautorov štúdie, tieto tlakové vlny pravdepodobne predstavujú najhlasnejší možný podvodný zvuk. Keby to bolo hlasnejšie, zvuk „by vlastne varil tekutinu,“ povedal Stan pre Live Science - a akonáhle sa voda uvarí, zvuk nemá žiadne médium, cez ktoré by prešiel.
Prečo sa snažiť objaviť zvuk, ktorý rozdeľuje svoje vlastné médium? Podľa Stan pochopenie limitov podvodného zvuku môže pomôcť vedcom navrhnúť budúce experimenty.
Vedci pravidelne pozastavujú malé kúsky zaujímavých látok - povedzme napríklad špecifický typ proteínového kryštálu - v prúdových tekutinách a otryskávajú ich lasermi, aby určili svoje chemické vlastnosti. Ak vedci presne vedia, aký intenzívny môže byť laserový pulz bez náhodného zničenia kvapaliny, mohlo by to zlepšiť spôsob, akým sa tieto experimenty vykonávajú, povedal Stan. To platí najmä pre štúdie, v ktorých vedci narazia na vzorky materiálu vysokovýkonnými lúčmi, aby otestovali materiál Štrukturálna integrita.
„Tento výskum nám môže pomôcť v budúcnosti preskúmať, ako by mikroskopické vzorky reagovali, keď sú silne vibrované podvodným zvukom,“ uviedol Stan.
Nie je to prvýkrát, čo vedci SLAC použili tento röntgenový laser na testovanie hraníc fyziky. V štúdii z roku 2017 vedci použili rovnaký laser na vystreľovanie elektrónov z atómu, čím vytvorili „molekulárnu čiernu dieru“, ktorá nasávala všetky dostupné elektróny z blízkych atómov. Z toho vyplýva, že táto štúdia a nová vedú k jednému neprekonateľnému záveru: Lasery sú naozaj, naozaj super.
