Un trio de scientifiques de l'Université de Columbia a trouvé de nouvelles preuves que les ondes sonores transportent de la masse. Dans un article publié dans la revue Physical Review Letters, Angelo Esposito, Rafael Krichevsky et Alberto Nicolis ont décrit l'utilisation de techniques efficaces de théorie des champs pour confirmer les résultats de l'équipe l'année dernière lorsqu'ils ont essayé de mesurer la masse portée par les ondes sonores.
Le son est porteur de masse. Pourquoi c'est important?
Pendant de nombreuses années, les physiciens étaient convaincus que les ondes sonores transportaient de l'énergie, mais rien ne prouvait qu'elles transportaient également de la masse. Il ne semblait y avoir aucune raison de croire qu'ils généreraient un champ gravitationnel. Cela a changé l'année dernière lorsque Nicolis et son collègue physicien Riccardo Penco ont découvert des preuves suggérant que la sagesse conventionnelle pourrait être erronée. Ils ont utilisé la théorie quantique des champs pour montrer que les ondes sonores se déplaçant dans l'hélium superfluide transportent une petite quantité de masse avec elles. Plus précisément, ils ont découvert que les phonons interagissaient avec le champ gravitationnel de telle manière qu'ils étaient obligés d'emporter de la masse lorsqu'ils se déplaçaient dans le milieu. Dans le nouveau travail, les scientifiques ont rapporté que des résultats similaires sont vrais pour la plupart des matériaux.
En utilisant la théorie des champs efficace, ils ont montré qu'une onde sonore d'un watt qui se déplace dans l'eau pendant une seconde transfère une masse d'environ 0,1 milligramme. Ils notent également que cette masse faisait partie de la masse totale du système, qui se déplaçait avec la vague, lorsqu'elle se déplaçait d'un endroit à un autre.
Il est important de noter que les chercheurs n'ont pas réellement mesuré la masse portée par l'onde sonore - ils ont utilisé les mathématiques pour prouver que cela se produisait. Dans le cas de mesures réelles, ils ont suggéré des expériences qui pourraient être faites avec des ondes sonores dans un condensat de Bose-Einstein d'atomes très froids - une telle configuration devrait montrer suffisamment de masse à transférer pour être mesurée. Ils notent également que la meilleure approche pourrait être de mesurer la masse portée par les ondes sonores qui traversent la Terre dans le cadre d'un tremblement de terre. Un tel son peut transporter des milliards de kilogrammes de masse, qui seront visibles sur les appareils mesurant le champ gravitationnel.
Ilya Khel
