O som tem massa negativa e, à sua volta, está flutuando para cima e para cima - embora muito lentamente.
Essa é a conclusão de um artigo submetido em 23 de julho à revista pré-impressão arXiv, e destrói o entendimento convencional de que os pesquisadores têm há muito tempo as ondas sonoras: como ondulações sem massa que percorrem a matéria, dando um empurrão nas moléculas, mas no final das contas balanceando qualquer frente ou para cima. movimento com um movimento descendente igual e oposto. Esse é um modelo direto que explica o comportamento do som na maioria das circunstâncias, mas não é bem verdade, argumenta o novo artigo.
Um fonon - uma unidade de vibração semelhante a uma partícula que pode descrever o som em escalas muito pequenas - possui uma massa negativa muito pequena, o que significa que as ondas sonoras viajam para cima muito levemente, disse Rafael Krichevsky, estudante de física na Universidade de Columbia.
Os fônons não são partículas do tipo que a maioria das pessoas imagina, como átomos ou moléculas, disse Krichevsky, que publicou o artigo junto com Angelo Esposito, estudante de física da Universidade de Columbia, e Alberto Nicolis, professor de física associado da Universidade de Columbia.
Quando o som se move pelo ar, ele vibra as moléculas ao seu redor, mas essa vibração não pode ser facilmente descrita pelo movimento das próprias moléculas, disse Krichevsky à Live Science por e-mail.
Em vez disso, assim como as ondas de luz podem ser descritas como fótons, ou partículas de luz, os fônons são uma maneira de descrever as ondas sonoras que emergem das interações complicadas das moléculas de fluido, disse Krichevsky. Nenhuma partícula física surge, mas os pesquisadores podem usar a matemática das partículas para descrevê-la.
E os pesquisadores mostraram que esses foneons emergentes têm uma massa minúscula - o que significa que, quando a gravidade os puxa, eles se movem na direção oposta.
"Em um campo gravitacional, os fônons aceleram lentamente na direção oposta à que você esperaria, digamos, que um tijolo caísse", disse Krichevsky.
Para entender como isso pode funcionar, imagine um fluido normal no qual a gravidade atue para baixo. As partículas de fluido comprimirão as partículas abaixo dela, de forma que fique um pouco mais densa. Os físicos já sabem que o som normalmente se move mais rápido em mídias mais densas do que em mídias menos densas - portanto, a velocidade do som acima de um fonon será mais lenta que a velocidade do som através das partículas um pouco mais densas abaixo dele. Isso faz com que o fônon "desvie" para cima, disse Krichevsky.
Esse processo também acontece com ondas sonoras em larga escala, disse Krichevsky. Isso inclui todos os sons que saem da sua boca - embora apenas levemente. Por uma distância suficientemente longa, o som de você dizendo "olá" se inclinaria para o céu.
O efeito é muito pequeno para ser medido com a tecnologia existente, escreveram os pesquisadores no novo artigo, que não foi revisado por pares.
Mas não é impossível que, no futuro, uma medição muito precisa possa ser feita usando relógios super precisos que detectariam a ligeira curvatura do caminho de um fônon. (O New Scientist sugeriu que a música heavy metal seria um candidato divertido para esse experimento em seu relatório original sobre o assunto.)
E há consequências reais para essa descoberta, escreveu o pesquisador. Nos densos núcleos das estrelas de nêutrons, onde as ondas sonoras se movem quase à velocidade da luz, uma onda sonora antigravitacional deve ter efeitos reais no comportamento de toda a estrela.
Por enquanto, porém, isso é inteiramente teórico - algo para refletir quando o som cai para cima ao nosso redor.
