Des scientifiques ont créé un son si fort qu’il peut vaporiser de l’eau au contact
Ce n’est pas le son d’un tremblement de terre sous-marin massif, ni le son d’une crevette pistolet claquant ses griffes plus fort qu’un concert de Pink Floyd. Il s’agit en fait du bruit d’un minuscule jet d’eau – environ la moitié de la largeur d’un cheveu humain – frappé par un laser à rayons X encore plus fin.
Vous ne pouvez pas réellement entendre ce son, car il a été créé dans une chambre à vide. C’est probablement pour le mieux, étant donné que, à environ 270 décibels, ces ondes de pression grondantes sont encore plus fortes que le lancement de fusée le plus bruyant de la NASA (qui mesurait environ 205 décibels). Cependant, vous pouvez voir les effets microscopiques dévastateurs du son en action, grâce à une série de vidéos au ralenti enregistrées au SLAC National Accelerator Laboratory à Menlo Park, en Californie, dans le cadre d’une nouvelle étude. [Tiny Grandeur: Stunning Photos of the Very Small]
Dans la vidéo ci-dessus, qui a été filmée en environ 40 nanosecondes (40 milliardièmes de seconde), le laser pulsé divise immédiatement le jet d’eau en deux, vaporisant le fluide qu’il touche tout en envoyant de puissantes ondes de pression vacillant de chaque côté du jet. Ces ondes créent plus d’ondes et, après environ 10 nanosecondes, des nuages noirs pétillants de bulles qui s’effondrent se forment de chaque côté de la cavité.
Selon Claudiu Stan, physicien à l’Université Rutgers de Newark, New Jersey, et l’un des co-auteurs de l’étude, ces ondes de pression représentent probablement le son sous-marin le plus fort possible. S’il était plus fort, le son « ferait en fait bouillir le liquide », a déclaré Stan à Live Science – et une fois que l’eau bout, le son n’a plus de support à traverser.
Pourquoi essayer de découvrir un son qui déchire son propre médium ? Selon Stan, comprendre les limites du son sous-marin pourrait aider les chercheurs à concevoir de futures expériences.
Les scientifiques suspendent régulièrement de petits morceaux de matière intrigante – disons, un type spécifique de cristal de protéine, par exemple – dans des jets de fluide et les font exploser avec des lasers pour déterminer leurs propriétés chimiques. Si les scientifiques savent précisément à quel point une impulsion laser peut être intense sans détruire accidentellement le liquide, cela pourrait améliorer la manière dont ces expériences sont réalisées, a déclaré Stan. C’est particulièrement vrai pour les études où les scientifiques frappent des échantillons de matériau avec des faisceaux de haute puissance pour tester le matériau intégrité structurelle.
« Cette recherche peut nous aider à étudier à l’avenir comment des échantillons microscopiques réagiraient lorsqu’ils seraient soumis à de fortes vibrations par des sons sous-marins », a déclaré Stan.
Ce n’est pas la première fois que des chercheurs du SLAC utilisent ce laser à rayons X pour tester les limites de la physique. Dans une étude de 2017, des chercheurs ont utilisé le même laser pour faire exploser les électrons d’un atome, créant un « trou noir moléculaire » qui aspirait tous les électrons disponibles des atomes proches. Pris en tandem, cette étude et la nouvelle aboutissent à une conclusion inattaquable : les lasers sont vraiment, vraiment cool.
