BAGIKAN
[Geralt / Pixabay]

Para fisikawan telah membuktikan bahwa gelombang suara pada kenyataannya membawa serta sejumlah massa serta dapat memberikan efek gravitasinya sendiri.

Secara tradisional saat kita memikirkan tentang gelombang suara, apa yang terlintas adalah sebuah getaran yang bergerak di udara, tak terlihat dan tanpa bobot – tidak membawa massa.

Selama beberapa dekade, para fisikawan telah memperdebatkan apakah momentum dalam gelombang partikel yang bergetar dapat menambah sejumlah massa. Mereka yakin bahwa gelombang suara membawa energi, tetapi tidak ada bukti yang menunjukkan bahwa gelombang juga membawa massa.

Namun, setahun yang lalu, ketika fisikawan Alberto Nicolis dari Columbia University di New York bekerja sama dengan seorang rekan dari University of Pennsylvania di Philadelphia menyelidiki bagaimana berbagai gelombang suara yang berbeda mengalami kerusakan dan buyar ketika berada di dalam sebuah cairan helium yang sangat dingin.

Para peneliti tidak hanya menunjukkan bahwa suara benar-benar dapat menghasilkan nilai bukan nol untuk massanya, tetapi juga mungkin secara aneh ‘mengambang’ di sepanjang medan anti-gravitasi – yang menandakan jika gelombang suara dapat memberikan efek gravitasi karena keberadaan sejumlah massa.

Nicolis sekarang menggunakan serangkaian teknik berbeda di dalam cairan dan padatan yang biasa untuk menunjukkan bahwa suara memang memiliki massa dan bahkan menghasilkan medan gravitasinya sendiri meski lemah.

Kesimpulan baru mereka bertentangan dengan pandangan bahwa fonon (gelombang getaran) tidak memiliki massa. Gerakannya tidak hanya menanggapi medan gravitasi dengan cara yang aneh, tetapi juga merupakan sumber medan yang dihasilkan olehnya sendiri.

Dalam pengertian Newton, hal tersebut merupakan definisi dari massa.

Inti dari masalah adalah bagaimana gelombang bergerak melalui sebuah medium. Sama seperti gelombang cahaya yang disebut foton, gelombang getaran dapat dianggap sebagai sebuah unit yang disebut fonon.

Dengan menggunakan teori medan efektif, mereka menunjukkan bahwa gelombang suara satu watt yang bergerak selama satu detik di dalam air akan membawa massa sekitar 0,1 miligram. Mereka lebih lanjut mencatat bahwa massa yang ditemukan menjadi sebagian kecil dari total massa sistem yang bergerak bersama gelombang, karena berpindah dari satu tempat ke tempat lainnya.

Yang penting, para peneliti tidak benar-benar mengukur massa yang dibawa oleh gelombang suara — mereka menggunakan matematika untuk membuktikan itu terjadi. Untuk pengukuran dunia nyata, mereka menyarankan sebuah eksperimen dapat dilakukan dengan gelombang suara ketika bergerak melalui kondensat Bose-Einstein (sebuah fase benda yang terbentuk oleh boson didinginkan ke suhu yang mendekati nol mutlak) yang terbuat dari atom yang sangat dingin — pengaturan seperti itu seharusnya dapat menunjukkan cukup banyak massa yang dibawa sehingga memungkinkan untuk dilakukan pengukuran.

Tetapi mereka juga mencatat pendekatan yang lebih baik mungkin untuk mengukur massa yang dibawa oleh gelombang suara yang bergerak melalui Bumi sebagai bagian dari gempa. Suara sebanyak itu dapat membawa miliaran kilogram massa, yang mungkin terlihat pada perangkat yang mengukur medan gravitasi.

Penelitian ini dipublikasikan dalam Physical Review Letters .

SUMBERsciencealert
BAGIKAN