Der Klang hat eine negative Masse und um dich herum driftet er auf und ab - wenn auch sehr langsam.
Zu diesem Ergebnis kommt ein Artikel, der am 23. Juli im Preprint-Journal arXiv eingereicht wurde, und es erschüttert das konventionelle Verständnis, das Forscher seit langem von Schallwellen haben: als masselose Wellen, die durch die Materie rasen, Molekülen einen Schub geben, aber letztendlich vorwärts oder aufwärts balancieren Bewegung mit gleicher und entgegengesetzter Abwärtsbewegung. Das ist ein einfaches Modell, das das Klangverhalten unter den meisten Umständen erklärt, aber es ist nicht ganz richtig, argumentiert das neue Papier.
Ein Phonon - eine partikelähnliche Schwingungseinheit, die Schall in sehr kleinen Maßstäben beschreiben kann - hat eine sehr geringe negative Masse, und das bedeutet, dass Schallwellen nur geringfügig nach oben wandern, sagte Rafael Krichevsky, Doktorand in Physik an der Columbia University.
Phononen sind keine Teilchen, wie sie sich die meisten Menschen normalerweise vorstellen, wie Atome oder Moleküle, sagte Krichevsky, der das Papier zusammen mit Angelo Esposito, einem Doktoranden der Physik an der Columbia University, und Alberto Nicolis, einem assoziierten Physikprofessor an der Columbia University, veröffentlichte.
Wenn sich Schall durch Luft bewegt, vibriert er die Moleküle um ihn herum, aber diese Vibration kann nicht einfach durch die Bewegung der Moleküle selbst beschrieben werden, sagte Krichevsky Live Science in einer E-Mail.
Genau wie Lichtwellen als Photonen oder Lichtteilchen beschrieben werden können, sind Phononen eine Möglichkeit, Schallwellen zu beschreiben, die aus den komplizierten Wechselwirkungen der flüssigen Moleküle hervorgehen, sagte Krichevsky. Es entstehen keine physikalischen Teilchen, aber Forscher können die Mathematik der Teilchen verwenden, um sie zu beschreiben.
Und es stellte sich heraus, wie die Forscher zeigten, dass diese austretenden Phononen eine winzige Masse haben - was bedeutet, dass sie sich in die entgegengesetzte Richtung bewegen, wenn die Schwerkraft an ihnen zieht.
"In einem Gravitationsfeld beschleunigen Phononen langsam in die entgegengesetzte Richtung, in die beispielsweise ein Stein fallen würde", sagte Krichevsky.
Um zu verstehen, wie dies funktionieren könnte, stellen Sie sich eine normale Flüssigkeit vor, in der die Schwerkraft nach unten wirkt. Flüssigkeitsteilchen komprimieren die darunter liegenden Partikel, so dass sie weiter unten etwas dichter sind. Physiker wissen bereits, dass sich Schall normalerweise durch dichtere Medien schneller bewegt als durch weniger dichte Medien. Daher ist die Schallgeschwindigkeit über einem Phonon langsamer als die Schallgeschwindigkeit durch die etwas dichteren Partikel darunter. Das "Phonon" wird nach oben "abgelenkt", sagte Krichevsky.
Dieser Prozess passiert auch bei großen Schallwellen, sagte Krichevsky. Dazu gehört jedes Geräusch, das aus Ihrem Mund kommt - wenn auch nur geringfügig. Über eine ausreichend lange Distanz würde sich das Geräusch, dass Sie "Hallo" sagen, nach oben in den Himmel beugen.
Der Effekt ist zu gering, um mit der vorhandenen Technologie gemessen zu werden, schrieben die Forscher in dem neuen Artikel, der nicht von Experten begutachtet wurde.
Es ist jedoch nicht unmöglich, dass später eine sehr genaue Messung mit hochpräzisen Uhren durchgeführt werden kann, die die leichte Krümmung des Weges eines Phonons erfassen. (Der New Scientist schlug in seinem ursprünglichen Bericht zu diesem Thema vor, dass Heavy-Metal-Musik ein lustiger Kandidat für ein solches Experiment sein würde.)
Und diese Entdeckung hat echte Konsequenzen, schrieb der Forscher. In den dichten Kernen von Neutronensternen, in denen sich Schallwellen nahezu mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, sollte eine Anti-Gravitations-Schallwelle echte Auswirkungen auf das Verhalten des gesamten Sterns haben.
Im Moment ist dies jedoch völlig theoretisch - etwas, über das man nachdenken muss, wenn der Klang um uns herum nach oben fällt.
