在水中製造出最強聲波

振動在介質(空氣或固體、液體)中傳播，形成的波動一般來說就是聲音。

有些魚類可以在水中大聲鳴叫。但要想得到真正的巨響，專家建議使用激光器。

美國能源部SLAC國家加速器實驗室的研究人員使用X射線激光器，在水中製造出了極大的噪音。

事實上，真的非常響亮，從理論上講，製造出的噪音響度可能是水所能承載的極限。

與羅格斯大學紐瓦克分校的物理學家Claudiu Stan解釋說：「它只比理論閾值低一點，聲波再強一點就會使水沸騰。」

實驗裝置是直線加速器相干光源(LCLS)：一種極其強大的X射線激光器，可以製造「分子黑洞」，並能在萬億分之一秒內把水加熱到10萬攝氏度。

關於高強聲波對材料和生物樣本的影響，研究人員希望藉助LCLS以了解更多。

作為研究的一部分，該團隊在真空室中利用一束聚焦的X射線光子脈衝轟擊一條比頭髮更薄的微液噴射水流。

當激光切入水流時，隨著水被加熱，微噴射水流發生超快速電離，使液體蒸發併產生沿噴射方向傳播的柱形衝擊波。

根據研究人員的說法，這些衝擊波的初始峰值壓力對應於極端聲音強度和超過270分貝(dB)的聲壓級——比震裂鼓膜的噴氣式飛機起飛甚至火箭發射所發出的聲音更響——而且也無法得到更強的聲波——如果衝擊壓力再大一點，水就會被分解。

研究人員在論文中解釋說：「振幅和強度受限於傳播介質自身所能承載的波動，因此噴射實驗得到超聲波是液態水中所能產生的最強音。我們估計這些壓力波的振幅超過了聚焦超聲波所獲得的最大峰值壓力，因此這可能也是迄今為止在液態水中產生的最響的聲音。」

實驗報告刊登在Physical Review Fluids。

本文譯自 sciencealert，由譯者 majer 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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