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研究人员发现了奇怪的“负”引力的来源

长期以来,科学家们一直认为声波是无质量的,这幅环绕超音速喷气机的声波图像看起来确实是这样。但新的研究表明情况并非如此。

声音有负质量,在你周围,它向上、向上、向上、向外漂移——尽管速度很慢。

这是7月23日提交给预印本杂志arXiv的一篇论文的结论,它打破了研究人员长期以来对声波的传统认识:无质量的波纹压缩物质,给分子一个推力,但最终平衡任何向前或向上的运动与相等和相反的向下运动。这是一个直截了当的模型,可以解释大多数情况下声音的行为,但并不完全正确。拉斐尔·克里切夫斯基说:

一个声子,一个类似于粒子的振动单位,可以在很小的尺度上描述声音,它有一个很小的负质量,这意味着声波向上传播的速度非常小,克里切夫斯基说:

声子不是大多数人通常想象的那种粒子,就像原子或分子一样,他与哥伦比亚大学物理学研究生安吉洛·埃斯波西托和阿尔贝托·尼科利斯一起发表了这篇论文,克里切夫斯基在一封电子邮件中告诉《生活科学》,哥伦比亚大学的一位物理学副教授,

当声音在空气中传播时,它会振动周围的分子,但这种振动不容易用分子本身的运动来描述,取而代之的是

,就像光波可以被描述为光子一样,克里切夫斯基说,声子是描述流体分子复杂相互作用产生的声波的一种 ... 。没有物理粒子出现,但是研究人员可以用粒子的数学来描述它。

,结果,研究人员显示,这些涌现的声子有一个很小的质量,也就是说当重力作用于它们时,它们朝着相反的方向运动。

“在引力场中,声子缓慢地朝着相反的方向加速,比如说,一块砖头会掉下来,”克里切夫斯基说。

要理解这是如何工作的,想象一个重力向下作用的正常流体。流体粒子会压缩它下面的粒子,使它的密度稍微降低。物理学家们已经知道,声音在密度较大的介质中的传播速度通常比在密度较小的介质中的传播速度快,因此声子上方的声速将比声音在其下方稍密的粒子中的传播速度慢。这导致声子向上“偏转”,克里切夫斯基说,

这个过程也发生在大规模声波中,克里切夫斯基说。这包括你嘴里发出的每一点声音——尽管只是很轻微。在一个足够长的距离上,你说“你好”的声音会向上弯向天空。“KDSPE”“KDSPs”的效果太小,无法用现有的技术来衡量。研究者在新的论文中写道,它没有被同行评议。“KDSPE”“KDSPs”,但这不是不可能的。一个非常精确的测量可以使用超精确的时钟,可以检测到一个声子路径的轻微弯曲。(新科学家在他们关于这一主题的原始报告中提出重金属音乐将是这一实验的有趣候选。)

以及这一发现的实际后果,研究人员写道。在中子星稠密的内核中,声波几乎以光速运动,反引力声波应该对整个恒星的行为产生真正的影响,这完全是理论上的——当声音在我们周围向上时,我们需要思考。

最初发表在《生命科学》杂志上。

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