Dopo aver fatto esplodere minuscoli getti d'acqua con un laser a raggi X, i ricercatori hanno guardato i treni di onde d'urto con la sinistra e la destra che si allontanavano dalle regioni piene di microbolle

Gli scienziati hanno scoperto quello che credono sia il suono subacqueo più forte possibile - un suono così potente da poter vaporizzare l'acqua al contatto.
Non è il suono di un enorme terremoto sottomarino, né il suono di un gambero di pistola che spezza gli artigli più forte di un concerto dei Pink Floyd. È, infatti, il suono di un piccolo getto d'acqua - circa la metà della larghezza di un capello umano - colpito da un laser a raggi X ancora più sottile.

Non si può effettivamente sentire questo suono, perché è stato creato in una camera a vuoto. Questo è probabilmente il migliore, considerando che, a circa 270 decibel, queste onde rumorose di pressione sono ancora più forti del lancio di razzi più rumoroso della NASA (che misurava circa 205 decibel). Tuttavia, è possibile vedere gli effetti microscopicamente devastanti del suono in azione, grazie a una serie di video ultra slow motion registrati presso lo SLAC National Accelerator Laboratory a Menlo Park, in California, come parte di un nuovo studio.

Nel video qui sopra, che è stato girato in circa 40 nanosecondi (40 miliardesimi di secondo), il laser pulsante spacca immediatamente il getto d'acqua in due, vaporizzando il fluido che tocca mentre invia potenti onde di pressione che oscillano da entrambi i lati del getto. Queste onde creano più onde e, di circa 10 nanosecondi, si formano delle nere nuvole di bolle collassanti su ciascun lato della cavità.

Secondo Claudiu Stan, un fisico della Rutgers University di Newark, nel New Jersey, e uno dei coautori dello studio, queste onde di pressione probabilmente rappresentano il suono subacqueo più forte possibile. Se fosse più forte, il suono "in realtà bollirebbe il liquido", ha detto Stan a Live Science - e una volta che l'acqua bolle, il suono non ha alcun mezzo per passare.

Perché provare a scoprire un suono che distingue il suo mezzo? Secondo Stan, la comprensione dei limiti del suono subacqueo potrebbe aiutare i ricercatori a progettare futuri esperimenti.

Gli scienziati regolarmente sospendono piccoli frammenti di materia intrigante, ad esempio un tipo specifico di cristallo proteico, ad esempio, in getti fluidi e li scoppiano con i laser per determinarne le proprietà chimiche. Se gli scienziati sapessero con esattezza quanto può essere intenso un impulso laser senza distruggere accidentalmente il liquido, ciò potrebbe migliorare il modo in cui questi esperimenti vengono eseguiti, ha detto Stan. Questo è particolarmente vero per gli studi in cui gli scienziati hanno colpito campioni di materiale con fasci ad alta potenza per testare il materiale integrità strutturale.

"Questa ricerca può aiutarci a indagare in futuro su come i campioni microscopici rispondano quando vengono sottoposti a forti vibrazioni da suoni subacquei", ha detto Stan.

Questa non è la prima volta che i ricercatori SLAC hanno utilizzato questo laser a raggi X per testare i limiti della fisica. In uno studio del 2017, i ricercatori hanno utilizzato lo stesso laser per far saltare gli elettroni da un atomo, creando un "buco nero molecolare" che ha aspirato tutti gli elettroni disponibili dagli atomi vicini. Preso in tandem, quello studio e quello nuovo risultano in una conclusione inattaccabile: i laser sono davvero, davvero fantastici.

Il nuovo studio è stato pubblicato il 10 aprile sulla rivista Physical Review Fluids.