Pueden ser los sonidos de mayor intensidad generados hasta la fecha en agua líquida
El sonido no es solo algo que escuchamos. Es un formidable fenómeno físico, una ola de presión que reverbera a través del aire que nos rodea.
Pero el sonido medio que se mueve no tiene que ser solo por el aire. Sonidos increíblemente fuertes también pueden viajar a través del agua, a veces incluso como resultado de peces particularmente ruidosos. Pero si realmente quieres oír un estruendo bajo las olas, los expertos recomiendan los láseres.
En un nuevo experimento, los investigadores del Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC del Departamento de Energía utilizaron un láser de rayos X para producir un ruido extremadamente alto.
De hecho, era muy ruidoso, tanto que el equipo dice que estaba justo en el límite de ser el sonido más alto posible que se podría producir en el agua, teóricamente hablando.
"Está justo debajo del umbral donde [el sonido] herviría el agua en una oscilación de onda única", dijo a Physics Buzz el físico Claudiu Stan, ahora con la Universidad de Rutgers Newark.
El dispositivo que usaron los investigadores para hacer esto fue una fuente de luz coherente Linac (LCLS): un láser de rayos X increíblemente poderoso que puede hacer cosas como crear 'agujeros negros moleculares' y calentar el agua a 100.000 grados Celsius (aproximadamente 180.000 grados Fahrenheit) en menos de una millonésima de una millonésima de segundo.
Aquí, los investigadores querían usar el LCLS para aprender más sobre cómo podrían afectar los materiales y las muestras biológicas las ondas de sonido de alta intensidad que producen sonidos muy fuertes.
Como parte de la investigación, el equipo lanzó micro chorros líquidos increíblemente diminutos de diluyentes de agua más pequeños que una hebra de cabello en una cámara de vacío con pulsos de fotones enfocados en rayos X.
Cuando el láser interceptó la corriente de agua, se produjo una ionización ultrarrápida en el micro chorro mientras se calentaba el agua, vaporizando el líquido y creando una onda de choque cilíndrica que se propagaba a lo largo del chorro.
Según los investigadores, estas ondas de choque tuvieron presiones máximas iniciales que se corresponden con intensidades de sonido extremas y niveles de presión de sonido superiores a 270 decibelios (dB), más alto que un avión a reacción despegando que rompe el tímpano, o incluso el lanzamiento de un cohete.
Eso es bastante alocado, y los resultados sugieren que tampoco es posible ir más fuerte que esto en el agua, debido a la forma en que el agua se rompe si aumenta la presión ejercida por las ondas de choque.
"Las amplitudes e intensidades se vieron limitadas por la onda que destruyó su propio medio de propagación a través de la cavitación, por lo tanto, estas ondas ultrasónicas en los chorros son uno de los sonidos de propagación más intensos que se pueden generar en el agua líquida", explican los investigadores en su artículo.
"Estimamos que las amplitudes de estas ondas de presión superan las mayores presiones pico a pico obtenidas con ondas ultrasónicas enfocadas y, por lo tanto, pueden ser los sonidos de mayor intensidad generados hasta la fecha en agua líquida".
Los hallazgos se reportan en Physical Review Fluids: Generation of high-intensity ultrasound through shock propagation in liquid jets
