Thomas Dalton
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Ce n'est pas le son d'un énorme tremblement de terre sous-marin, ni le son d'une crevette pistolet faisant claquer ses griffes plus fort qu'un concert de Pink Floyd. C'est, en fait, le son d'un minuscule jet d'eau - environ la moitié de la largeur d'un cheveu humain - frappé par un laser à rayons X encore plus fin..
Vous ne pouvez pas réellement entendre ce son, car il a été créé dans une chambre à vide. C'est probablement pour le mieux, étant donné qu'à environ 270 décibels, ces ondes de pression grondantes sont encore plus fortes que le lancement de fusée le plus bruyant de la NASA (qui mesurait environ 205 décibels). Cependant, vous pouvez voir les effets dévastateurs du son au microscope en action, grâce à une série de vidéos au ralenti enregistrées au SLAC National Accelerator Laboratory à Menlo Park, en Californie, dans le cadre d'une nouvelle étude. [Tiny Grandeur: Superbes photos du tout petit]
Dans la vidéo ci-dessus, qui a été filmée en environ 40 nanosecondes (40 milliardièmes de seconde), le laser pulsé divise immédiatement le jet d'eau en deux, vaporisant le fluide qu'il touche tout en envoyant de puissantes ondes de pression oscillant de chaque côté du jet. Ces ondes créent plus d'ondes et, à environ 10 nanosecondes, des nuages noirs pétillants de bulles qui s'effondrent se forment de chaque côté de la cavité..
Selon Claudiu Stan, physicien à l'Université Rutgers de Newark, New Jersey, et l'un des co-auteurs de l'étude, ces ondes de pression représentent probablement le son sous-marin le plus fort possible. S'il était plus fort, le son "ferait bouillir le liquide", a déclaré Stan - et une fois que l'eau bout, le son n'a plus de médium à traverser.
Pourquoi essayer de découvrir un son qui déchire son propre médium? Selon Stan, comprendre les limites du son sous-marin pourrait aider les chercheurs à concevoir de futures expériences.
Les scientifiques suspendent régulièrement de petits morceaux de matière intrigante - par exemple, un type spécifique de cristal de protéine, par exemple - dans des jets de fluide et les font exploser avec des lasers pour déterminer leurs propriétés chimiques. Si les scientifiques savent précisément à quel point une impulsion laser peut être intense sans détruire accidentellement le liquide, cela pourrait améliorer la façon dont ces expériences sont effectuées, a déclaré Stan. Cela est particulièrement vrai pour les études où les scientifiques frappent des échantillons de matériau avec des faisceaux de haute puissance pour tester le matériau. intégrité structurelle.
"Cette recherche peut nous aider à étudier à l'avenir comment les échantillons microscopiques réagiraient lorsqu'ils seraient vibrés sévèrement par le son sous-marin", a déclaré Stan..
Ce n'est pas la première fois que des chercheurs du SLAC utilisent ce laser à rayons X pour tester les limites de la physique. Dans une étude de 2017, les chercheurs ont utilisé le même laser pour faire exploser les électrons d'un atome, créant un «trou noir moléculaire» qui aspirait tous les électrons disponibles des atomes voisins. Pris en tandem, cette étude et la nouvelle aboutissent à une conclusion inattaquable: les lasers sont vraiment, vraiment cool.
La nouvelle étude a été publiée le 10 avril dans la revue Physical Review Fluids.
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