Cette nouvelle découverte suggère que les ondes sonores transportent réellement de la masse

Depuis plusieurs décennies, les scientifiques s’interrogent et se disputent pour déterminer si une vague d’onde transporte de la masse, ou non. Grâce à une nouvelle étude, ces physiciens pourront désormais être d’accord : oui, elle en est capable.

Qu’est-ce qu’a prouvé cette étude ?

Dans l’imaginaire collectif, une onde est une vibration qui se déplace dans les airs et qui apporte le son. Dans les faits, une onde est bien plus, elle est capable de transporter une masse.

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C’est ce que viennent de prouver Angelo Esposito, Rafael Krichevsky et Alberto Nicolis dans une étude nommée “Gravitational Mass Carried by Sound Waves”. Les chercheurs de l’Université de Columbia à New York et de l’Université de Pennsylvanie à Philadelphie ont étudié la désintégration des ondes dans un fluide à l’hélium extrêmement froid. Leurs expériences ont prouvé que la masse présente dans une onde n’était pas nulle, même si elle reste minime et même minuscule. L’équipe a également observé un flottement de cette masse le long des champs gravitationnels, dans un sens… anti-gravitationnel.

Ces résultats ont toutefois dû être élargis, car ils étaient limités au fluide à l’hélium extrêmement froid. Alberto Nicolis a ainsi poursuivi ces expériences pour démontrer que les sons ont une masse dans les fluides et solides ordinaires. Les physiciens viennent donc de fournir une nouvelle preuve que les ondes sonores peuvent réellement transporter de la masse et produire leurs propres champs gravitationnels.

Quel est l’apport de cette découverte pour la science ?

Cette conclusion scientifique vient contredire d’anciennes théories qui affirmaient qu’une onde vibratoire (phonon) était sans masse. Grâce à cette nouvelle recherche, nous savons également que les phonons ne répondent pas à un champ de gravitation mais qu’ils en sont tout simplement la source.

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Les phonons se déplacent dans des solides et des fluides obéissant à des lois physiques complexes qui dépendent des différents champs et influences. Ces conditions approximatives sont bien connues : c’est la théorie des champs effectifs. Grâce à leurs expériences, les auteurs de l’étude ont pu comprendre comment le phonon parvient à se déplacer à travers des supports si complexes. Ils ont pu également calculer la réponse des ondes sonores à un champ gravitationnel. Une belle avancée pour la physique. 

Grâce à ces découvertes, les chercheurs pensent qu’il sera également plus simple de mesurer un séisme par son activité sonore. Les phonons générés par un immense tremblement de terre pourraient, en effet, représenter une masse importante. De nouvelles recherches devront toutefois être menées pour compléter ces résultats car ils reposent sur des mathématiques qui n’ont pas encore été mis à l’épreuve.