Un equipo de investigadores de las universidades de Stanford y de Rutgers en Newark, ha logrado producir un sonido bajo el mar que ha roto todas las marcas de intensidad, eclipsando incluso el sonido del lanzamiento de un cohete.

Para realizar este trabajo, los científicos utilizaron un láser de rayos X de SLAC llamado Linac Coherent Ligh Source (LCLS), el cual disparó chorros de agua y creó altas presiones de sonido que superaron los 270 decibelios.

El sonido más fuerte posible

Los expertos determinaron que cuando el láser interceptó la corriente marina, se produjo una vaporización del agua a su alrededor y generó una onda de choque. Luego, cuando esta onda se movió a través de la corriente, se autocopió, formando lo que los científicos llaman un “tren de onda de choque”, que se movía a presiones bajas y altas.

Cuando la intensidad del sonido submarino superó ciertos límites, el agua se transformó en burbujas pequeñas repletas de vapor que se rompieron de manera inmediata. La presión que crearon las ondas de choques se ubicaba antes de que se produjera esta ruptura, lo que quiere decir que ese era el punto más alto de sonido que se puede presentar bajo el agua.

Después de disparar pequeños chorros de agua con un láser de rayos X, los investigadores observaron cómo los trenes de ondas de choque que se mueven a la izquierda y a la derecha se alejaban de las regiones llenas de microburbujas. (Claudiu Stan / Rutgers University Newark)

Según los científicos, el cero absoluto representa la temperatura más baja posible, ya que cuando se bombea la energía completa de un objeto, las partículas tienden a moverse con más intensidad y no existe un sitio más bajo donde la temperatura pueda ir. A pesar de que cualquier elemento puede calentarse a menor o mayor temperatura, existe una gran cantidad de energía que sobrecalienta el objeto de tal manera que los átomos se descomponen. De esta forma, se producen partículas con características subatómicas.

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En el caso del sonido, cuando este alcanza los cero decibelios, no hay onda de presión. Sin embargo, el otro extremo, cuando el instrumento por donde el sonido viajó comienza a desintegrarse, el sonido no puede ser más fuerte. Esto es lo que ocurrió durante la investigación, específicamente cuando los científicos utilizaron el láser para abrir las pequeñas corrientes de agua de entre 14 y 30 micrómetros de diámetro. Cuando los rayos de láser llegaron al agua, esta se vaporizó y creó una onda de choque, la cual se movió a través de la corriente y se autocopió finalmente en el tren de onda de choque.

Próximos trabajos

Los científicos esperan continuar las investigaciones a fin de alcanzar una mejor comprensión de estos trenes, lo que será vital para el desarrollo de nuevos métodos que permitan proteger las muestras en miniatura de cualquier daño cuando se encuentran suspendidas en las corrientes de agua. De esta manera, se puede medir su estructura a escala atómica.

Lograr esto permitiría ampliar el campo de investigación en sectores como la Ciencia de los Materiales, lo que podría conducir a la creación de medicamentos más efectivos y componentes químicos más eficientes.

Referencia: Generation of high-intensity ultrasound through shock propagation in liquid jets. Phys. Rev. Fluids 4, 043401 – Published 10 April 2019. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevFluids.4.043401

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