Je hebt wel eens gehoord van geluid dat glas kan verbrijzelen, maar hoe zit het met geluid dat water verdampt?
Ja, het bestaat, volgens een recente studie gepubliceerd in de Physical Review Fluids wetenschappelijk tijdschrift, en onderzoekers noemen het het luidst denkbare onderwatergeluid. Het kwam niet van een raketlancering of een seismische beving of iets groots en opzichtigs - in feite kwam het van een kleine waterstraal.
Wat maakt dit geluid?
Het luidste onderwatergeluid ter wereld komt voort uit een microscopisch kleine waterstraal, niet zo breed als een mensenhaar, geraakt door een nog dunnere röntgenlaser, volgens CNet. Mensen kunnen het niet echt horen, aangezien de Stanford-wetenschappers die het geluid maakten dat deden in een vacuümkamer in het SLAC National Accelerator Laboratory in Menlo Park, Californië. Maar we kunnen de effecten van het geluid zien, dankzij een reeks ultraslow-motionvideo's van het evenement.
Een geluid dat je kunt zien
Elke video is opgenomen in ongeveer 40 miljardste van een seconde en toont hoe de röntgenlaser de waterstraal in tweeën splitst. Als dit gebeurt, verdampt de vloeistof die in contact komt met de laser, en drukgolven lopen aan weerszijden van de waterstraal naar beneden. Het geluid kwam binnen met ongeveer 270 decibel (ter referentie, NASA's luidste raketlancering bereikte ongeveer 205 decibel).
De slow-motionvideo's demonstreren de verwoestende impact van dit laser-waterstraalgeluid, al was het maar op microscopische schaal. Binnen 10 nanoseconden vormen de drukgolven die aan weerszijden van de waterstraal naar beneden bewegen bruisende, zwarte wolken van uiteenspattende bellen.
De voordelen van het kennen van grenzen
Dit experiment demonstreerde het luidst mogelijke onderwatergeluid omdat, zoals co-auteur Claudiu Stan van het onderzoek vertelde: Levende Wetenschap, het geluid "zou de vloeistof eigenlijk koken" als het luider was. Als het water kookte, zou het geluid zijn medium verliezen.
Daarom schetst deze studie de grenzen van onderwatergeluid. Stan vertelde WordsSideKick.com dat het begrijpen van die limieten kan helpen bij toekomstige experimentontwerpen.
"Dit onderzoek kan ons helpen om in de toekomst te onderzoeken hoe microscopisch kleine monsters zouden reageren als ze ernstig worden getrild door onderwatergeluid," zei Stan.
In 2017 gebruikten SLAC-onderzoekers dezelfde laser die in Stan's onderzoek werd gebruikt om de elektronen van een atoom, waardoor een soort "moleculair zwart gat" ontstaat dat beschikbare elektronen van alle nabije naar binnen zuigt atomen. Dat experiment testte de grenzen van de natuurkunde, twee jaar geleden. Nu hebben wetenschappers dat teruggebracht tot de grenzen van geluid in water.