Đó không phải là âm thanh của một trận động đất lớn dưới nước, cũng không phải là âm thanh của một con tôm súng lục đang vuốt móng vuốt của nó to hơn một buổi hòa nhạc Pink Floyd. Trên thực tế, đó là âm thanh của một tia nước nhỏ - khoảng một nửa chiều rộng của tóc người - bị tia laser X-quang thậm chí còn mỏng hơn.
Bạn thực sự không thể nghe thấy âm thanh này, vì nó được tạo ra trong buồng chân không. Đó có lẽ là điều tốt nhất, vì xét rằng, vào khoảng 270 decibel, những sóng áp lực ầm ầm này thậm chí còn lớn hơn cả vụ phóng tên lửa lớn nhất từ trước đến nay của NASA (đo được khoảng 205 decibel). Tuy nhiên, bạn có thể thấy các hiệu ứng tàn phá kính hiển vi của âm thanh đang hoạt động, nhờ một loạt các video chuyển động cực chậm được ghi lại tại Phòng thí nghiệm Máy gia tốc Quốc gia SLAC ở Menlo Park, California, như một phần của một nghiên cứu mới.
Trong video ở trên, được quay trong khoảng 40 nano giây (40 phần tỷ giây), tia laser xung ngay lập tức tách đôi tia nước thành hai hơi, làm bay hơi chất lỏng mà nó chạm vào trong khi gửi sóng áp lực mạnh lắc lư xuống hai bên của tia nước. Những sóng này tạo ra nhiều sóng hơn và, trong khoảng 10 nano giây, những đám mây đen xì hơi hình thành ở mỗi bên của khoang.
Theo Claudiu Stan, một nhà vật lý tại Đại học Rutgers ở Newark, New Jersey và là một trong những đồng tác giả nghiên cứu, những sóng áp lực này có thể đại diện cho âm thanh dưới nước lớn nhất có thể. Nếu nó to hơn, âm thanh "thực sự sẽ làm sôi chất lỏng", Stan nói với Live Science - và một khi nước sôi, âm thanh không có phương tiện để đi qua.
Tại sao phải cố gắng khám phá một âm thanh tách rời môi trường của chính nó? Theo Stan, hiểu được giới hạn của âm thanh dưới nước có thể giúp các nhà nghiên cứu thiết kế các thí nghiệm trong tương lai.
Các nhà khoa học thường đình chỉ một chút vật chất hấp dẫn - ví dụ, một loại tinh thể protein cụ thể - trong các tia nước và bắn chúng bằng laser để xác định tính chất hóa học của chúng. Nếu các nhà khoa học biết chính xác mức độ xung laser có thể mạnh đến mức nào mà không vô tình phá hủy chất lỏng, điều đó có thể cải thiện cách thức thực hiện các thí nghiệm này, Stan nói. Điều đó đặc biệt đúng đối với các nghiên cứu trong đó các nhà khoa học đánh các mẫu vật liệu bằng chùm tia công suất cao để kiểm tra vật liệu tính toàn vẹn cấu trúc.
"Nghiên cứu này có thể giúp chúng tôi điều tra trong tương lai các mẫu kính hiển vi sẽ phản ứng như thế nào khi chúng bị rung lắc mạnh bởi âm thanh dưới nước", Stan nói.
Đây không phải là lần đầu tiên các nhà nghiên cứu SLAC sử dụng tia laser tia X này để kiểm tra giới hạn của vật lý. Trong một nghiên cứu năm 2017, các nhà nghiên cứu đã sử dụng cùng loại laser để bắn các electron ra khỏi nguyên tử, tạo ra một "lỗ đen phân tử" hút tất cả các electron có sẵn từ các nguyên tử gần đó. Được thực hiện song song, nghiên cứu đó và kết quả mới cho một kết luận không thể chấp nhận được: Laser thực sự, thực sự tuyệt vời.
