這兩個無量綱數精細地控制著恒星內部的核合成、重元素起源和質子衰變等過程,兩個數字共同決定了恒星和行星只能在一個狹窄的範圍內形成可以支持生命活動的分子結構。而在論文中,作者們提出了一個新的視角:這兩個數字同樣影響著材料科學和凝聚態物理。將兩者結合可以得出一個新的無量綱數:凝聚相中的音速與真空光速的比值。
從而,他們對凝聚相中的音速提出了上限,計算結果約為36100m/s。
那麼,我們到底在什麼樣的凝聚態材料上才可以找到這種極限音速呢?科學家們在一系列材料上進行了實驗和計算,進一步提出了更為具體的預測:音速會隨著材料原子質量的增加而變慢。這意味著,極限音速會出現在質量最小的原子——氫原子中。
不過,我們熟悉的氫原子都是以氫氣的形態出現的,要把它們“壓”成固體,起碼需要250Gpa,超過100萬倍大氣壓。在如此的高壓下,氫變身為一種金屬固體導電體,就像銅一樣。科學家們還預言,它會是一種室溫超導體。
用量子力學理論進行計算模擬後,研究人員發現固體氫中的音速確實接近前面提出的上限。 |