BAGIKAN

Kolaborasi penelitian antara Queen Mary University of London, University of Cambridge dan Institute for High Pressure Physics di Troitsk telah menemukan kecepatan suara yang paling cepat.

Hasilnya, sekitar 36 km per detik. Kira-kira dua kali lebih cepat dari kecepatan suara didalam berlian, bahan terkeras di dunia.

Gelombang, seperti gelombang suara atau cahaya, adalah gangguan dinamis yang memindahkan energi dari satu tempat ke tempat lainnya. Gelombang suara dapat merambat melalui media yang berbeda-beda, seperti udara atau air. Perbedaan pada kecepatan perambatannya, tergantung pada apa yang dilewatinya. Misalnya, saat merambat melalui zat padat, akan jauh lebih cepat daripada melalui zat cair atau gas. Itulah sebabnya Anda dapat mendengar kereta yang mendekat, lebih cepat jika Anda mendengarkan suara yang merambat di jalur rel daripada melalui udara.



Teori relativitas khusus Einstein menetapkan bahwa batas kecepatan absolut di mana suatu gelombang dapat bergerak adalah kecepatan cahaya, sekitar 300.000 km per detik. Namun hingga saat ini belum diketahui apakah gelombang suara juga memiliki batas kecepatan tertingginya saat merambat melalui zat padat atau zat cair.

Studi yang diterbitkan dalam jurnal Science Advances , menunjukkan bahwa dalam memprediksi batas maksimum kecepatan suara, bergantung pada dua konstanta fundamental tak berdimensi: konstanta struktur halus dan perbandingan massa proton dengan massa elektron.

Kedua konstanta ini telah diketahui telah memainkan peran penting dalam memahami alam semesta kita. Nilai tersebut menentukan reaksi nuklir seperti peluruhan proton dan sintesis nuklir dalam bintang. Keseimbangan antara kedua bilangan tersebut menghadirkan sebuah ‘zona layak huni’ yang sempit di mana berbagai bintang dan planet terbentuk. Juga, struktur molekul pendukung kehidupan dapat muncul.

Namun, temuan terbaru ini menunjukkan bahwa kedua konstanta fundamental ini juga dapat memengaruhi bidang ilmiah lainnya. Seperti ilmu material dan fisika materi terkondensasi, dengan menetapkan batasan pada sifat-sifat material tertentu seperti kecepatan suara.

Para ilmuwan menguji prediksi teoretis mereka pada berbagai bahan dan membahas sebuah prediksi tertentu dari teori mereka bahwa kecepatan suara akan berkurang seiring dengan massa atom. Prediksi ini menyiratkan bahwa perambatan suara, paling cepat di dalam atom hidrogen padat. Namun, hidrogen dalam bentuk padatan memerlukan tekanan sangat tinggi di atas 1 juta atmosfer. Tekanan ini, sebanding dengan yang ada di inti raksasa gas seperti Jupiter.



Pada tekanan tersebut, hidrogen menjadi logam padat yang menghantarkan listrik seperti tembaga dan diprediksi bisa menjadi superkonduktor pada suhu kamar. Oleh karena itu, para peneliti melakukan perhitungan mekanika kuantum yang canggih untuk menguji prediksi ini. Dan, menemukan kecepatan suara dalam atom hidrogen padat mendekati batas fundamental teoretis.

Chris Pickard, seorang profesor di bidang material sains dari University of Cambridge, mengatakan: “Gelombang suara dalam benda padat sudah sangat penting di berbagai bidang ilmiah. Misalnya, ahli seismologi menggunakan gelombang suara yang diakibatkan oleh gempa bumi jauh di bagian dalam bumi untuk memahami sifat berbagai peristiwa seismik dan sifat-sifat dari komposisi Bumi. Ini juga menarik bagi ilmuwan material karena gelombang suara berkaitan dengan sifat elastis yang penting termasuk kemampuan untuk menahan tegangan.”




SUMBERUniversity of London
BAGIKAN