Recreación de una onda sonora
Recreación de una onda sonora - Archivo

¡Sorpresa! Las ondas sonoras tienen masa

Una onda de un vatio moviéndose en el agua durante un segundo transporta una masa de aproximadamente 0,1 miligramos

MadridActualizado:

Tres investigadores de la Universidad de Columbia han encontrado nuevas evidencias que sugieren que las ondas de sonido son capaces de transportar masa. En un artículo recién publicado en Physical Review Letters, Angelo Esposito, Rafael Krichevsky y Alberto Nicolis describen, en efecto, cómo han aplicado nuevas técnicas de teoría de campos para confirmar los resultados de otro equipo de investigadores que el año pasado intentó hacer lo mismo.

Desde hace ya muchos años, los físicos saben que las ondas de sonido transportan energía, pero hasta ahora no existían evidencias de que también pudieran transportar masa. De hecho, no parecía haber ninguna razón para creer que el sonido fuera capaz de generar su propio campo gravitatorio.

Pero todo eso cambió el año pasado, cuando Nicolis y su colega Riccardo Penco aportaron evidencias más que convincentes de que esa idea estaba equivocada. Los dos investigadores utilizaron entonces la teoría cuántica de campos para mostrar que cuando las ondas de sonido se movían a través de helio superfluido, arrastraban con ellas una pequeña cantidad de masa. Más específicamente, hallaron que los "fonones" (cuasipartículas vibratorias responsables de la conductividad eléctrica y térmica) interactuaban con un campo gravitatorio de una forma que les obligaba a "arrastrar" masa a medida que avanzaban a través del material. Y ahora, en la nueva investigación, Esposito, Krichevsky y Nicolis aportan nuevas evidencias que sugieren que esos mismos resultados se repiten al experimentar con la mayoría de los materiales.

Demostración matemática

En su trabajo, en efecto, demostraron que una onda de sonido de un vatio que se movía durante un segundo en el agua llevaba consigo una masa de aproximadamente 0.1 miligramos. Además, encontraron que esa masa era apenas una fracción de la masa total de un sistema que se movía con la onda a medida que ésta se desplazaba de un sitio a otro a través del agua.

Es importante destacar que los investigadores, en realidad, no midieron directamente la masa transportada por una onda de sonido, sino que utilizaron las matemáticas para demostrar que esa masa existía. Para medirla en el mundo real, los científicos aseguran que se podrían realizar experimentos con ondas de sonido desplazándose a través de un condensado de Bose-Einstein hecho de átomos muy fríos. Tal configuración debería permitir el transporte de la suficiente cantidad de masa como para permitir la medición directa.

Además, sugieren que podría ser incluso más efectivo medir la masa transportada por las ondas de sonido que se mueven a través de la Tierra durante un terremoto. Ese sonido, en efecto, podría estar transportando miles de millones de kilogramos de masa, un fenómeno que podría ser perfectamente detectable en los dispositivos que miden campos gravitacionales.