Le son a une masse négative et tout autour de vous, il monte, monte et s'éloigne - quoique très lentement.
C'est la conclusion d'un article soumis le 23 juillet à la revue de préimpression arXiv, et elle brise la compréhension conventionnelle que les chercheurs ont depuis longtemps des ondes sonores: comme des ondulations sans masse qui se faufilent dans la matière, donnant une poussée aux molécules mais finalement équilibrant tout avant ou vers le haut mouvement avec un mouvement vers le bas égal et opposé. C'est un modèle simple qui expliquera le comportement du son dans la plupart des circonstances, mais ce n'est pas tout à fait vrai, soutient le nouvel article.
Un phonon - une unité de vibration semblable à une particule qui peut décrire le son à de très petites échelles - a une très faible masse négative, ce qui signifie que les ondes sonores montent très légèrement, a déclaré Rafael Krichevsky, étudiant diplômé en physique à l'Université de Columbia.
Les phonons ne sont pas des particules du genre que la plupart des gens imaginent généralement, comme les atomes ou les molécules, a déclaré Krichevsky, qui a publié l'article avec Angelo Esposito, étudiant diplômé en physique à l'Université Columbia, et Alberto Nicolis, professeur agrégé de physique à Columbia.
Lorsque le son se déplace dans l'air, il fait vibrer les molécules qui l'entourent, mais cette vibration ne peut pas être facilement décrite par le mouvement des molécules elles-mêmes, a déclaré Krichevsky à Live Science dans un e-mail.
Au lieu de cela, tout comme les ondes lumineuses peuvent être décrites comme des photons ou des particules de lumière, les phonons sont un moyen de décrire les ondes sonores qui émergent des interactions complexes des molécules fluides, a déclaré Krichevsky. Aucune particule physique n'apparaît, mais les chercheurs peuvent utiliser les mathématiques des particules pour la décrire.
Et il s'avère, les chercheurs ont montré, que ces phonons émergents ont une masse minuscule - ce qui signifie que lorsque la gravité les tire, ils se déplacent dans la direction opposée.
"Dans un champ gravitationnel, les phonons accélèrent lentement dans la direction opposée à laquelle on s'attendrait, disons, à ce qu'une brique tombe", a déclaré Krichevsky.
Pour comprendre comment cela pourrait fonctionner, imaginez un fluide normal dans lequel la gravité agit vers le bas. Les particules fluides compresseront les particules en dessous, de sorte qu'elles seront légèrement plus denses plus bas. Les physiciens savent déjà que le son se déplace généralement plus rapidement dans des milieux plus denses que dans des milieux moins denses - la vitesse du son au-dessus d'un phonon sera donc plus lente que la vitesse du son à travers les particules légèrement plus denses en dessous. Cela fait que le phonon "dévie" vers le haut, a déclaré Krichevsky.
Ce processus se produit également avec des ondes sonores à grande échelle, a déclaré Krichevsky. Cela inclut chaque morceau de son qui sort de votre bouche - bien que très légèrement. Sur une distance suffisamment longue, le son de votre "bonjour" se courberait vers le haut dans le ciel.
L'effet est trop minime pour être mesuré avec la technologie existante, ont écrit les chercheurs dans le nouveau document, qui n'a pas été évalué par des pairs.
Mais il n'est pas impossible que, sur la route, une mesure très précise puisse être faite en utilisant des horloges super précises qui détecteraient la légère courbure du trajet d'un phonon. (Le New Scientist a suggéré que la musique heavy-metal serait un candidat amusant pour une telle expérience dans son rapport original sur le sujet.)
Et il y a des conséquences réelles à cette découverte, a écrit le chercheur. Dans les noyaux denses des étoiles à neutrons, où les ondes sonores se déplacent à presque la vitesse de la lumière, une onde sonore anti-gravitationnelle devrait avoir des effets réels sur le comportement de l'étoile entière.
Pour l'instant, cependant, c'est tout à fait théorique - quelque chose à méditer alors que le son tombe vers le haut tout autour de nous.
