北京時(shí)間8月15日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，研究人員近日在論文預(yù)印網(wǎng)站arXiv上發(fā)表了一篇論文，稱聲音有“負(fù)質(zhì)量”，會(huì)逐漸向上運(yùn)動(dòng)、直至消失，只不過這一過程極其緩慢。這或?qū)氐赘淖兛茖W(xué)家對(duì)聲波的認(rèn)識(shí)。
傳統(tǒng)理論認(rèn)為，聲波是一種無質(zhì)量的“漣漪”，可沿著物質(zhì)傳播。聲波會(huì)先向分子施加一個(gè)推力，但最終取得平衡后，分子便會(huì)做幅度相同、方向相反的運(yùn)動(dòng)。這個(gè)簡(jiǎn)單直接的模型可以解釋大多數(shù)情況下聲波的行為，但這篇新論文指出，事實(shí)并非僅此而已。
長(zhǎng)時(shí)間以來，科學(xué)家一直認(rèn)為聲波是沒有質(zhì)量的。這張超音速噴氣機(jī)周圍的聲波圖也體現(xiàn)了這一點(diǎn)。但一項(xiàng)新研究指出，事實(shí)并非如此。
聲子（phonon）是一種粒子態(tài)的振動(dòng)單位，可以在微觀尺度上描述聲音的行為。哥倫比亞大學(xué)物理學(xué)研究生拉菲爾·克里切夫斯基（Rafael Krichevsky）指出，聲子有非常微弱的負(fù)質(zhì)量，這意味著聲波會(huì)稍稍向上方運(yùn)動(dòng)。
這篇論文由克里切夫斯基與哥大物理學(xué)研究生安杰洛·埃斯波西托（Angelo Esposito）和哥大物理學(xué)副教授阿爾伯托·尼克利斯（Alberto Nicolis）共同發(fā)表?？死锴蟹蛩够忉尩?，聲子并不是一般人心目中的那種粒子，如分子、原子等等。聲音在空氣中傳播時(shí)，會(huì)引發(fā)周圍的分子振動(dòng)，但這種振動(dòng)無法簡(jiǎn)單地用分子自身運(yùn)動(dòng)來解釋。相反，就像光波可以用光子來描述一樣，聲子也可以描述聲音與液體分子之間復(fù)雜的相互作用。這個(gè)模型并未涉及實(shí)際的物理粒子，但研究人員可以用它來描述聲音的行為。結(jié)果研究人員發(fā)現(xiàn)，聲子具有微弱的反質(zhì)量，因此受到地球重力影響時(shí)，聲子會(huì)不降反升。
“在引力場(chǎng)中，聲子會(huì)朝著與引力相反的方向緩緩加速運(yùn)動(dòng)。”克里切夫斯基指出。
要想弄明白這一點(diǎn)，可以先想象一種正常的、會(huì)沿引力向下運(yùn)動(dòng)的液體。液體粒子會(huì)壓縮其下方的粒子，因此越往下密度越大。物理學(xué)家已經(jīng)知道，介質(zhì)密度越大，聲音的傳播速度往往越快。因此某個(gè)聲子上方的聲音傳播速度會(huì)慢于其下方聲音的傳播速度。這樣一來，聲子便相當(dāng)于向上“偏移”了。
克里切夫斯基表示，大規(guī)模聲波也存在這一現(xiàn)象，包括你平時(shí)說話的聲音。只要傳播距離足夠遠(yuǎn)，你的聲音就會(huì)越升越高，只不過幅度非常微小，還無法用現(xiàn)有技術(shù)測(cè)量。
但有朝一日，利用超高精度的計(jì)時(shí)工具，也許可以精確測(cè)量出聲子軌跡的微小變化。有專家指出，不妨用重金屬音樂來做這類實(shí)驗(yàn)，想必會(huì)很有意思。
研究人員表示，這一發(fā)現(xiàn)將具有實(shí)際意義。在中子星密度極高的內(nèi)核中，聲波的傳播速度可接近光速。而聲波若具有反重力特性，應(yīng)當(dāng)能夠?qū)φ麄€(gè)中子星產(chǎn)生實(shí)際影響。
但就目前而言，這些猜測(cè)仍停留在理論階段，還需要細(xì)細(xì)考慮一番。
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