水が音で蒸発する事があるの?水中での接触時に水を気化させる程の強力な音を科学の力で作った!(米研究)

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水が音で蒸発するなんて言う事をいきなり言われても信じる事が出来ないと思いますが、アメリカの科学者たちは、接触時に水を気化させることが音を作成する事に成功したのです。科学者たちは、彼らが信じる可能な限り最大の水中音を見つける事に成功しました。それはどのような音かというと水と水の接触時に水を蒸発させることができるほど強力な音です。

水が蒸発するほどの水中音とは一体どのような音?

それは大規模な水中で地震が発生する音でもなく、鉄砲エビが大きく爪をスナップする音やピンクフロイドのコンサートのような音ではなく、実際には人間の髪の毛の幅の約半分のさらに細いX線レーザーで打たれている小さなウォータージェットの音です。それは真空チャンバー内で作成されたため、実際にこの音を聞くことはできません。

その強さは約270デシベルで、これらのゴロゴロする圧力波はNASAのこれまでで最も大きいロケット打ち上げた時の約205デシベルよりさらに大きいということを考えれば、間違いなくおそらく最高です。

音については新しい研究の一環として、カリフォルニア州メンロパークのSLAC国立加速器研究所で記録された一連の超スローモーションビデオのおかげで、微視的に音の効果を見ることができるようになりました。

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約40ナノ秒(400億分の1秒)で撮影されたビデオでは、パルスレーザーがすぐにウォータージェットを2つに分割し、ジェットの両側に揺れる強力な圧力波を送りながら、接触する流体を蒸発させてるのが確認できます。これらの圧力波の波はより多くの波を生み出し、約10ナノ秒のうちに、崩壊する泡の黒い雲が空洞の両側に形成されます。

ビデオのリンク

ニュージャージー州ニューアークにあるRutgers大学の物理学者で、研究の共同執筆者の1人であるClaudiu Stan氏によると、この圧力波はおそらく可能な最も大きな水中音を表していると思われると言われています。もしももっと大きい音がある場合、その音は「実際に液体を沸騰させるだろう」とLive Scienceに語っていました、そして水が沸騰すると、その音は媒体を通過するだけになり聞こえなくなると言われています。

そのような音を発見する理由は?

どうしてそのような音を見つけようとするのですか? とStan氏に尋ねた所、以下の様にとStan氏は言いました。

「水中の音の限界を理解することは研究者が将来の実験を助けるかもしれません。科学者たちは定期的にちょっとした興味あること、たとえば特定の種類のタンパク質結晶を流体ジェットに懸濁し、それらをレーザーで噴射して化学的性質を調べたりします。科学者たちが、液体を誤って破壊することなくレーザーパルスがどれだけ強力になり得るかを正確に知っているならば、これらの実験の行われ方を改善することができるでしょう」

科学者が材料の構造の完全性をテストするために高出力ビームで材料のサンプルを叩く研究などが典型的な例となります。

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SLACの研究者がこのX線レーザーを使って物理学の限界をテストしたのは今回が初めてではありません。2017年の研究では、研究者たちは同じレーザーを使って原子から電子を放出し、近くの原子からすべての利用可能な電子を吸い込む「分子ブラックホール」を作り出しました。

まとめ

こうやって世の中は新しい発明がうまれてきたりはたらしい発見がみつかったりするのでしょうね。まさに今ある研究と新しい研究は1つの思いがけない結論をもたらすことがあるという事ですね、レーザーは本当にすごいものなんですね。

Reference: Live Science

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