聲波有質量嗎？聲波攜帶質量的最新證據來啦！

博科園：本文為物理學類

哥倫比亞大學三位研究人員發現了更多的證據表明聲波攜帶質量。安吉洛·埃斯波西托、拉斐爾·克里切夫斯基和阿爾貝托·尼科利斯在他們發表在《物理評論快報》上的論文中描述了如何使用有效的場論技術來證實一個團隊去年試圖測量聲波所攜帶質量得到的結果。

多年來，物理學家們一直相信聲波攜帶能量，但沒有證據表明它們也攜帶質量。似乎沒有理由相信它們會產生引力場，但這種情況在去年發生了改變，當時尼科利斯和另一位物理學家裡卡多·彭科(Riccardo Penco)發現了表明傳統思維是錯誤的證據。

博科園-科學科普：研究人員利用量子場理論證明聲波在超流氦中傳播時攜帶了少量的質量。更具體地說，他們發現聲子與重力場的相互作用迫使它們在穿過物質時攜帶質量。在這項新的研究中，研究人員報告的證據表明，同樣的結果適用於大多數材料。利用有效場論，他們發現在水中移動一秒鐘單瓦特聲波的質量約為0.1毫克。研究進一步指出，在一個隨波移動的系統中，當它從一個位置移動到另一個位置時，質量只是總質量的一小部分。重要的是，研究人員實際上並沒有測量聲波攜帶的質量——他們用數學證明了這一點。

圖片：CC0 Public Domain

對於真實世界的測量，他們建議可以用聲波在一個由冷原子組成的玻色-愛因斯坦凝聚體中移動時進行實驗，這樣的設置應該能顯示出足夠的質量來進行測量。但他們也指出，更好的方法可能是測量地震時聲波在地球上傳播時所攜帶的質量。這麼多的聲音可以攜帶數十億公斤的質量，這些質量在測量重力場設備上可能是可見的。

博科園-科學科普｜Copyright Science X Network/Bob Yirka/Phys

參考期刊文獻:《物理評論快報》

DOI: 10.1103/PhysRevLett.122.084501

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