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声波有质量吗?声波携带质量的最新证据来啦!

2019-09-14来源:婉清说旅游
声波有质量吗?声波携带质量的最新证据来啦!

博科园:本文为物理学类

哥伦比亚大学三位研究人员发现了更多的证据表明声波携带质量。安吉洛·埃斯波西托、拉斐尔·克里切夫斯基和阿尔贝托·尼科利斯在他们发表在《物理评论快报》上的论文中描述了如何使用有效的场论技术来证实一个团队去年试图测量声波所携带质量得到的结果。

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多年来,物理学家们一直相信声波携带能量,但没有证据表明它们也携带质量。似乎没有理由相信它们会产生引力场,但这种情况在去年发生了改变,当时尼科利斯和另一位物理学家里卡多·彭科(Riccardo Penco)发现了表明传统思维是错误的证据。

声波有质量吗?声波携带质量的最新证据来啦!

博科园-科学科普:研究人员利用量子场理论证明声波在超流氦中传播时携带了少量的质量。更具体地说,他们发现声子与重力场的相互作用迫使它们在穿过物质时携带质量。在这项新的研究中,研究人员报告的证据表明,同样的结果适用于大多数材料。利用有效场论,他们发现在水中移动一秒钟单瓦特声波的质量约为0.1毫克。研究进一步指出,在一个随波移动的系统中,当它从一个位置移动到另一个位置时,质量只是总质量的一小部分。重要的是,研究人员实际上并没有测量声波携带的质量——他们用数学证明了这一点。

声波有质量吗?声波携带质量的最新证据来啦!

图片:CC0 Public Domain

对于真实世界的测量,他们建议可以用声波在一个由冷原子组成的玻色-爱因斯坦凝聚体中移动时进行实验,这样的设置应该能显示出足够的质量来进行测量。但他们也指出,更好的方法可能是测量地震时声波在地球上传播时所携带的质量。这么多的声音可以携带数十亿公斤的质量,这些质量在测量重力场设备上可能是可见的。

声波有质量吗?声波携带质量的最新证据来啦!

博科园-科学科普|Copyright Science X Network/Bob Yirka/Phys

参考期刊文献:《物理评论快报》

DOI: 10.1103/PhysRevLett.122.084501

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