Ääni on negatiivinen massa, ja ympärilläsi se ajautuu ylös, ylös ja pois - tosin hyvin hitaasti.
Se on johtopäätös paperista, joka toimitettiin 23. heinäkuuta esipainetulle päivälehdelle arXiv, ja se hajottaa tavanomaisen käsityksen siitä, että tutkijoilla on pitkään ollut ääniaaltoja: massattomina väreinä, jotka vetoavat aineen läpi, antavat molekyyleille työntövoiman, mutta lopulta tasapainottavat eteenpäin tai ylöspäin liike samalla ja päinvastaisella alaspäin suuntautuvalla liikkeellä. Se on suoraviivainen malli, joka selittää äänen käyttäytymisen useimmissa olosuhteissa, mutta se ei ole aivan totta, uusi lehti väittää.
Fononilla - hiukkasmaisella värähtelyyksiköllä, joka pystyy kuvaamaan ääntä hyvin pienillä asteikoilla - on erittäin pieni negatiivinen massa, ja se tarkoittaa, että ääniaallot kulkevat aina ylöspäin niin vähän, sanoi Columbian yliopiston fysiikan jatko-opiskelija Rafael Krichevsky.
Fononit eivät ole hiukkasia, kuten useimmat ihmiset yleensä kuvittelevat, kuten atomit tai molekyylit, sanoi Krichevsky, joka julkaisi paperin yhdessä Columbia Universityn fysiikan jatko-opiskelijan Angelo Espositon ja Columbian fysiikan apulaisprofessorin Alberto Nicolisin kanssa.
Kun ääni liikkuu ilman läpi, se värähtelee ympärillä olevia molekyylejä, mutta tätä värähtelyä ei voida helposti kuvata itse molekyylien liikkeellä, Krichevsky kertoi Live Sciencelle sähköpostissa.
Sen sijaan, kuten valon aallot voidaan kuvata fotoneiksi tai valopartikkeleiksi, fononit ovat tapa kuvata ääniaaltoja, jotka syntyvät nestemolekyylien monimutkaisista vuorovaikutuksista, Krichevsky sanoi. Fysikaalisia hiukkasia ei esiinny, mutta tutkijat voivat käyttää hiukkasten matematiikkaa kuvaamaan sitä.
Ja tutkijoiden osoittautui, että näillä esiintyvillä fononeilla on pieni massa - mikä tarkoittaa, että kun painovoima hinaa niitä, ne liikkuvat vastakkaiseen suuntaan.
"Painovoimakentässä fononit kiihtyvät hitaasti vastakkaiseen suuntaan, jonka voisi odottaa esimerkiksi sanovan tiilen putoavan", Krichevsky sanoi.
Ymmärtääksesi miten tämä voisi toimia, kuvittele normaali neste, jossa painovoima vaikuttaa alaspäin. Nestemäiset hiukkaset puristavat hiukkasia sen alapuolella, niin että ne ovat hieman tiheämpiä alhaalla. Fyysikot tietävät jo, että ääni liikkuu tyypillisesti nopeammin tiheämpien väliaineiden kuin vähemmän tiheiden väliaineiden läpi - joten äänen nopeus fononin yläpuolella on hitaampaa kuin äänen nopeus sen alapuolella olevien hieman tiheämpien hiukkasten läpi. Se aiheuttaa fononin "taipuman" ylöspäin, Krichevsky sanoi.
Tämä prosessi tapahtuu myös laaja-alaisilla ääniaalloilla, Krichevsky sanoi. Se sisältää jokaisen äänen, joka tulee suustasi - tosin vain vähän. Tarpeeksi pitkän matkan päässä "terve" sanovasi ääni taipuisi ylös taivaalle.
Vaikutus on liian pieni mitattavaksi nykyisellä tekniikalla, tutkijat kirjoittivat uudessa lehdessä, jota ei ole vertaisarvioitu.
Mutta ei ole mahdotonta, että tiellä, erittäin tarkka mittaus voitaisiin tehdä käyttämällä erittäin tarkkoja kelloja, jotka havaitsisivat fononin reitin pienen kaarevuuden. (New Scientist ehdotti, että heavy metal -musiikki olisi hauska ehdokas tällaiseen kokeiluun alkuperäisessä aiheesta laaditussa raportissa.)
Ja tällä löytöllä on todellisia seurauksia, tutkija kirjoitti. Neutronitähteiden tiheissä ytimissä, joissa ääniaallot liikkuvat melkein valon nopeudella, antigravitaation vastaisella ääniaalolla tulisi olla todellisia vaikutuksia tähden koko käyttäytymiseen.
Toistaiseksi tämä on kuitenkin täysin teoreettista - jotain pohdittavaa, kun ääni putoaa ylöspäin ympärillämme.
