Zvuk, který dokáže uvařit vodu. Jaká hlasitost je potřeba?

Jaký je nejhlasitější zvuk? Tuhle otázku jste si možná už někdy položili, ale na rozdíl od té spodní hranice je odpověď mnohem složitější. Hlasitost zvuku, tedy mechanického vlnění v určitém látkovém prostředí, se měří pomocí decibelů, a tak nepřekvapí, že nejnižší možný zvuk je 0 decibelů; respektive na této úrovni se pohybuje nejnižší člověkem slyšitelný zvuk. Do jaké výšky však mohou decibely vyrůst? To se nyní podařilo zjistit vědcům ze Stanfordovy univerzity.

Specifika vodního prostředí

Jak jsme psali před chvilkou, zvuk je spojen se specifickým látkovým prostředím, v němž se šíří. Z toho logicky vyplývá, že maximální hlasitost je taková, při které se dané prostředí rozpadá. To u vzduchu odpovídá intenzitě 194 decibelů a taková voda zvládne ještě o poznání více – 270 decibelů. Co se s vodou stane, když v ní zvuk dosáhne právě takové intenzity? To se právě odborníci v laboratoři SLAC v rámci Stanfordovy univerzity snažili zjistit.

Tým kolem Gabriela Blaje použil extrémně výkonný rentgenový laser, který namířil na tenounký proud tekoucí vody o průměru jen několika desítek mikrometrů. Voda se po zásahu rentgenovým zářením okamžitě začala vypařovat, čímž došlo k naplnění podmínek experimentu – zvuk s maximální hlasitostí zapříčinil zničení daného látkového prostředí, tedy vody. Zásah laserem vyvolá rázovou vlnu, již autoři pojmenovali „shockwave train“, a obrovský hluk se tak šíří rozpadající se vodou. Obdobné efekty jsou známé u vysokorychlostních pohonů, ale také fascinujícího korýše straška pavího, hlubinného predátora, jehož přední končetiny dokážou vygenerovat tak silné a bleskově rychlé údery, až dochází ke kavitaci – vzniku dutin v kapalinách vlivem vysokorychlostního pohybu či intenzivního zvuku.

Smrtící hlasitost zvuku

Mimochodem, hluk o intenzitě 270 decibelů by na vzduchu nebyl ani možný, ale podle odhadů by se jednalo o takovou sílu, jako kdyby se veškerá elektřina velkého města převedla do jednoho místa; start raketoplánu proti tomu není ničím. Pro člověka a naprostou většinu dalších bytostí by se jednalo o okamžitou smrt, neboť takto silný zvuk by roztrhl nejen ušní bubínky, nýbrž i srdce, plíce a vlastně cokoli, co by se mu zachtělo.

A k čemu to vlastně je? Podle autorů experimentu bude možné poznatky využít při vývoji léčiv a dalších materiálů, můžeme totiž lépe pochopit a analyzovat, jak se vzorky v podobných prostředích chovají. Zmíněná kavitace se totiž využívá třeba ve stomatologii při vrtání zubního kamene. Tak uvidíme, jak se podaří tento ďábelský objev využít!

Text: MS