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El experimento que produjo el "sonido" subacuático más fuerte que se pueda lograr (y por qué es importante para la ciencia)

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27 de mayo de 2019 a las 07:25

agua
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El experimento generó potentes ondas en el agua.

Todo sucedió en silencio, pero con un poder que supera el estruendo que produce el lanzamiento de un cohete espacial.

Ocurrió bajo el agua y a escalas microscópicas.

Bajo esas condiciones un grupo de científicos afirma que logró producir "uno de los sonidos de propagación más intensos que se pueden generar en agua", según dicen en su estudio.

La intensidad que lograron equivale a concentrar la potencia eléctrica de toda una ciudad en un solo metro cuadrado.

Los autores del experimento son investigadores del Laboratorio Nacional de Aceleradores (SLAC), operado por la Universidad de Stanford bajo la dirección del Departamento de Energía de Estados Unidos.

cohete
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Las ondas del experimento fueron más potentes que las que produce un cohete espacial al despegar.

El experimento logró una presión de sonido mayor a 270 decibeles, algo que los investigadores afirman que está "en el límite de cuán fuerte puede ser un sonido bajo el agua".

Como referencia, los sonidos por encima de 85 db pueden comenzar a ser dañinos para el oído humano. Un trueno alcanza 140 db y el canto de una ballena, los 174 db. El cohete Saturno V de la NASA marcó 204 db en su lanzamiento.

Un incremento de 10 db se percibe casi como si el sonido fuera dos veces más fuerte.

¿Cómo ocurrió estoy y que hay detrás de este logro científico?

Rayos, ondas y burbujas

Los ingenieros del SLAC querían aprender más sobre cómo se generan y se propagan las ondas de ultrasonido de alta intensidad en chorros de agua.

ondas
Claudiu Stan/Rutgers University Newark
El impacto del rayo al atravesar el chorro de agua generó un "tren de ondas de choque".

Para ello, utilizaron un poderoso disparador de rayos x extremadamente calientes, que lanza cerca de 120 pulsos por segundo, una escala de tiempo en la que se puede rastrear el movimiento de los átomos.

Los rayos los dispararon en cámara de vacío contra chorros de agua microscópicos, para observar qué efectos causaba el impacto.

Por eso este poderoso sonido no se pudo escuchar, pero sí se pudo observar su devastador efecto.

Los científicos observaron que cuando el rayo impactaba el chorro, evaporaba el agua a su alrededor y producía ondas de choque.

A medida que estas ondas se esparcen a lo largo del chorro, van creando más ondas y forman un "tren de ondas de choque" que ondulan entre presiones altas y bajas.

ondas y partículas
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Al superar un límite las ondas colapsaban. (Ilustración de archivo).

Cuando las ondas llegaron a un cierto límite, el chorro de agua se fragmentó en pequeñas burbujas de vapor que inmediatamente colapsaron.

La presión creada por las ondas de choque estuvo justo por debajo de este límite, lo cual les permitió sugerir a los investigadores que el poder de esas ondas representaban el límite de qué tan fuerte puede ser un sonido bajo el agua.

Es decir, al sobrepasar ese límite, todo colapsa y la onda sonora no puede seguir expandiéndose.

¿Por qué es importante?

Comprender cómo se comportan estos intensos trenes de ondas puede servir para crear nuevas técnicas para medir estructuras atómicas que están suspendidas en chorros de agua.

científica
Getty
Este tipo de experimentos podrían ser útiles para la producción de mejores medicamentos.

Según le dice el físico Claudiu Stan, uno de los autores del experimento al portal Live Science, los científicos suspenden pequeñas cantidades de materia en chorros de fluidos y los bombardean con rayos láser para determinar sus características químicas.

Por eso, para ellos es clave determinar qué tan fuerte pueden ser esos rayos sin que lleguen a destruir el material que están analizando.

Esto puede ser útil en áreas como la biología y la ciencia de materiales, o para crear medicamentos más efectivos.

"Esta investigación puede ayudarnos a investigar en el futuro cómo responderían las muestras microscópicas cuando un sonido subacuático las hace vibrar con fuerza", dice Stan.

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