声音可能有“负质量”：会逐渐向上运动 直至消失

　　长时间以来，科学家一直认为声波是没有质量的。这张超音速喷气机周围的声波图也体现了这一点。但一项新研究指出，事实并非如此。

　　新浪科技讯 北京时间8月15日消息，据国外媒体报道，研究人员近日在论文预印网站arXiv上发表了一篇论文，称声音可能有“负质量”，会逐渐向上运动、直至消失，只不过这一过程极其缓慢。这或将彻底改变科学家对声波的认识。传统理论认为，声波是一种无质量的“涟漪”，可沿着物质传播。声波会先向分子施加一个推力，但最终取得平衡后，分子便会做幅度相同、方向相反的运动。这个简单直接的模型可以解释大多数情况下声波的行为，但这篇新论文指出，事实并非仅此而已。

　　声子（phonon）是一种粒子态的振动单位，可以在微观尺度上描述声音的行为。哥伦比亚大学物理学研究生拉菲尔·克里切夫斯基（Rafael Krichevsky）指出，声子有非常微弱的负质量，这意味着声波会稍稍向上方运动。

　　这篇论文由克里切夫斯基与哥大物理学研究生安杰洛·埃斯波西托（Angelo Esposito）和哥大物理学副教授阿尔伯托·尼克利斯（Alberto Nicolis）共同发表。克里切夫斯基解释道，声子并不是一般人心目中的那种粒子，如分子、原子等等。声音在空气中传播时，会引发周围的分子振动，但这种振动无法简单地用分子自身运动来解释。相反，就像光波可以用光子来描述一样，声子也可以描述声音与液体分子之间复杂的相互作用。这个模型并未涉及实际的物理粒子，但研究人员可以用它来描述声音的行为。结果研究人员发现，声子具有微弱的反质量，因此受到地球重力影响时，声子会不降反升。

　　“在引力场中，声子会朝着与引力相反的方向缓缓加速运动。”克里切夫斯基指出。

　　要想弄明白这一点，可以先想象一种正常的、会沿引力向下运动的液体。液体粒子会压缩其下方的粒子，因此越往下密度越大。物理学家已经知道，介质密度越大，声音的传播速度往往越快。因此某个声子上方的声音传播速度会慢于其下方声音的传播速度。这样一来，声子便相当于向上“偏移”了。

　　克里切夫斯基表示，大规模声波也存在这一现象，包括你平时说话的声音。只要传播距离足够远，你的声音就会越升越高，只不过幅度非常微小，还无法用现有技术测量。

　　但有朝一日，利用超高精度的计时工具，也许可以精确测量出声子轨迹的微小变化。有专家指出，不妨用重金属音乐来做这类实验，想必会很有意思。

　　研究人员表示，这一发现将具有实际意义。在中子星密度极高的内核中，声波的传播速度可接近光速。而声波若具有反重力特性，应当能够对整个中子星产生实际影响。

　　但就目前而言，这些猜测仍停留在理论阶段，还需要细细考虑一番。（叶子）