當我們提及聲速，通常是指聲音在空氣中傳播的速度約每秒343米，不過聲音在其他介質可以傳播得更快。最近英國劍橋大學、倫敦瑪麗王後大學與俄羅斯科學院高壓物理研究所團隊确定了聲速最快可達每秒36公裡，比在空中傳播的速度快100倍、也比之前測得的最高速度每秒12公裡快3倍。
是哪種介質能讓聲音以如此高的速度傳播？研究人員根據“精細結構常數”與“質子電子質量比”得出結論：于高壓環境中被壓縮成容易導電的固态氫。哪裡有這種元素？氣态巨行星木星核心深處。
聲波可通過不同介質（例如空氣或水）傳播且速度不同，比如在固體中傳播速度比在液體或氣體中還要快，這就是為什麼你把耳朵貼在鐵軌上，可以更快聽到遠方火車行駛的聲響。
而愛因斯坦的狹義相對論為波的速度設下了極限，也就是光速，在真空中最快每秒可跑299,792,458米，但到目前為止，科學家不确定聲音在固體或液體中傳播是否也有速度上限，直到最近一篇發布在《科學進展》雜志上的研究表明，聲速上限取決于2個無因次的基本常數：精細結構常數（Fine structure constant）、質子電子質量比（proton-to-electron mass ratio）。
這2個常數對天文學家來說一點都不陌生，描述宇宙少不了它們，比如核反應、質子衰變、恒星中的核融合等都與這2個常數值有關；此外，這2個數的平衡也代表了“适居帶”，在該區域中，行星可以形成維持生命的分子結構。而新研究進一步表明，這2個基本常數還可以設下特定材料屬性（比如聲速）的限制，從而影響其他科學領域如：材料科學、凝态物理學等。
研究人員首先提出理論預測，認為聲速應随原子質量減少而降低，因此聲音在固體原子氫中傳播最快，然而氫僅在100萬大氣壓力以上才會以固态原子呈現，與木星等氣态巨行星核心的壓力相當，因此團隊進行了最先進的量子力學運算，發現固态原子氫中的聲速接近理論極限。
科學家相信這項研究結果可以幫助了解與高溫超導相關的各種特性（比如導熱率）極限，從而進一步應用在誇克膠子電漿、甚至黑洞物理學中。
（首圖來源：pixabay）
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