Poucas vezes paramos para pensar sobre a questão do som. Hoje em dia, é fácil pegar um ônibus e ver que 90% ou até mais são pessoas com fones nos ouvidos, cada um ouvindo o que prefere, mas efetivamente, enquanto podemos escutar o que ouvir, nosso limite de volume tem ficado cada vez num limiar mais alto. Em parte porque as cidades são barulhentas, em parte porque estamos gradualmente nos tornando cada vez mais surdos.
Musica alta é um lugar comum em shows, bailes, eventos e até nos famigerados “proibidões”, quando paredes de caixas de som (paredões) são construídas para produzir o maior terremoto auditivo possível… Para desespero dos vizinhos.
Mas embora muitas pessoas possam pensar que não há um limite para a altura do som, isso não é verdade. Assim como a velocidade da luz, acontece que no ar e na água, o som não pode ser mais alto que certos valores.
Uma equipe de pesquisadores do SLAC Linear Accelerator Laboratory da Universidade de Stanford criou o que pode ser considerado som no nível mais alto possível. Para isso, foi utilizado um dos mais potentes lasers de raios-X LCLS (Linac Coherent Light Source), cujo feixe foi focado no fluxo de água mais fino. A evaporação “explosiva” da água criou uma onda sonora com uma pressão acústica incrivelmente alta, cuja força ultrapassou ligeiramente a marca de 270 decibéis.
Lembramos aos nossos leitores que a potência sonora é medida em decibéis, e a escala de potência sonora tem uma dependência logarítmica. O som mais fraco que o ouvido humano consegue distinguir é o som de um mosquito voando a uma distância de 3 metros. O nível de som durante uma conversa normal de lazer é de 55 decibéis, o som de um avião a jato decolando de uma distância de 100 metros é de 130 decibéis e o som dessa “parede” ali em cima é de cerca de 150 decibéis.
No entanto, a potência sonora no ar não pode exceder fundamentalmente 194 decibéis e na água – cerca de 270 decibéis. Com um aumento adicional na potência do emissor de ondas, a forma harmônica das ondas sonoras é violada, os harmônicos aparecem, mas a intensidade do som permanece no mesmo nível máximo.
Esse efeito ocorreu quando os cientistas “dispararam” um feixe de laser de raios X em jatos de água, cujo diâmetro variou de 14 a 30 micrômetros. A água atingida pelo laser evaporou instantaneamente e criou uma onda de choque que se espalhou em áreas alternadas de alta e baixa pressão – um som subaquático muito alto, em outras palavras.
À medida que os pesquisadores aumentaram ainda mais a potência do laser, o volume do som subaquático começou a aumentar. Mas, ao atingir o nível sonoro máximo, a onda sonora “quebrou” e se formaram pequenas bolhas, que instantaneamente colapsaram, formando um fenômeno chamado “cavitação”. Esse fenômeno ocorre na área de hélices de navios e submarinos que giram rapidamente, além disso, é usado para reduzir a força de resistência da água ao se mover debaixo d’água em alta velocidade.
Observe que o alcance do limite máximo do nível sonoro debaixo d’água tem, além do valor acadêmico, valor prático também. Compreender os processos que ocorrem na água e no ar durante a propagação de poderosas ondas sonoras permitirá que os cientistas encontrem maneiras de proteger amostras em miniatura que são analisadas com microscópios eletrônicos e lasers de raios X, o que será de grande ajuda no desenvolvimento de novos nanomateriais , medicamentos, e até mesmo seu uso em aeronaves futuristas.
