这两个无量纲数精细地控制着恒星内部的核合成、重元素起源和质子衰变等过程,两个数字共同决定了恒星和行星只能在一个狭窄的范围内形成可以支持生命活动的分子结构。而在论文中,作者们提出了一个新的视角:这两个数字同样影响着材料科学和凝聚态物理。将两者结合可以得出一个新的无量纲数:凝聚相中的音速与真空光速的比值。
从而,他们对凝聚相中的音速提出了上限,计算结果约为36100m/s。
那么,我们到底在什么样的凝聚态材料上才可以找到这种极限音速呢?科学家们在一系列材料上进行了实验和计算,进一步提出了更为具体的预测:音速会随着材料原子质量的增加而变慢。这意味着,极限音速会出现在质量最小的原子——氢原子中。
不过,我们熟悉的氢原子都是以氢气的形态出现的,要把它们“压”成固体,起码需要250Gpa,超过100万倍大气压。在如此的高压下,氢变身为一种金属固体导电体,就像铜一样。科学家们还预言,它会是一种室温超导体。
用量子力学理论进行计算模拟后,研究人员发现固体氢中的音速确实接近前面提出的上限。 |