Nejedná se o zvuk masivního podvodního zemětřesení, ani o zvuk krevety, který trhá jeho drápy hlasitěji než koncert Pink Floyd. Je to ve skutečnosti zvuk malého vodního paprsku - asi polovina šířky lidských vlasů - zasažený ještě tenčím rentgenovým laserem.
Ve skutečnosti tento zvuk neslyšíte, protože byl vytvořen ve vakuové komoře. To je asi nejlepší, když vezmeme v úvahu, že při přibližně 270 decibelech jsou tyto rachotící tlakové vlny ještě hlasitější než nejhlasitější odpálení rakety NASA (které měřilo asi 205 decibelů). Mikroskopicky devastující efekty zvuku však můžete vidět v akci díky řadě ultra zpomalených videí zaznamenaných v laboratoři SLAC National Accelerator Laboratory v Menlo Park v Kalifornii, která je součástí nové studie.
Ve výše uvedeném videu, které bylo natočeno přibližně za 40 nanosekund (40 miliardtisekundy za sekundu), pulzující laser okamžitě rozdělí vodní paprsek na dvě, odpařuje tekutinu, na kterou se dotkne, zatímco vysílá silné tlakové vlny, které se otáčí po obou stranách paprsku. Tyto vlny vytvářejí více vln a asi o 10 nanosekund dovnitř se na každé straně dutiny vytvářejí šumivé černé mraky kolabujících bublin.
Podle Claudiu Stan, fyzika na Rutgers University v Newarku, New Jersey a jednoho ze spoluautorů studie, tyto tlakové vlny pravděpodobně představují nejhlasitější možný podvodní zvuk. Kdyby to bylo hlasitější, zvuk „by kapalinu skutečně vařil,“ řekl Stan Live Science - a jakmile se voda vaří, zvuk nemá žádné médium, které by prošlo.
Proč se snažíte objevit zvuk, který odděluje své vlastní médium? Podle Stan by pochopení limitů podvodního zvuku mohlo pomoci vědcům navrhnout budoucí experimenty.
Vědci pravidelně pozastavují malé kousky zajímavé hmoty - řekněme například určitý typ bílkovinného krystalu - v proudových kapalinách a vypálí je laserem, aby určili jejich chemické vlastnosti. Pokud vědci přesně vědí, jak intenzivní může být laserový puls bez náhodného zničení kapaliny, mohlo by to zlepšit způsob, jakým se tyto experimenty provádějí, řekl Stan. To platí zejména pro studie, kde vědci zasáhnou vzorky materiálu vysokovýkonnými paprsky, aby otestovali materiál strukturální integrita.
"Tento výzkum nám může v budoucnu pomoci prozkoumat, jak by mikroskopické vzorky reagovaly, když jsou silně vibrovány podvodním zvukem," řekl Stan.
Toto není poprvé, co vědci SLAC použili tento rentgenový laser k testování mezí fyziky. Ve studii z roku 2017 vědci použili stejný laser k odpálení elektronů z atomu, čímž vytvořili „molekulární černou díru“, která nasávala všechny dostupné elektrony z blízkých atomů. Vezmeme-li tandem, tato studie a nová vede k jednomu nepřekonatelnému závěru: Lasery jsou opravdu, opravdu skvělé.
