Хлопки в ладоши — универсальный жест. Им встречают артистов, выражают протест, молятся или просто отбивают ритм. Но за привычным действием скрывается сложный физический процесс, который ученые только сейчас начали изучать всерьез.

Исследователи из Корнеллского университета и Университета Миссисипи выяснили: звук хлопка — это не просто удар ладоней. Основной шум возникает из-за резкого выброса воздуха между руками. Когда ладони смыкаются, между ними остается небольшой воздушный карман. Он мгновенно вырывается через щель у основания пальцев, создавая колебания — почти как когда дуешь в горлышко пустой бутылки.

Результаты опубликованы в издании Physical Review Research.

Мы впервые объединили эксперименты и теоретические модели, чтобы разобраться в этом явлении, — говорит Ликун Чжан, физик из Национального центра акустики. — Раньше никто не изучал хлопки комплексно: как акустику, динамику удара и движение воздуха вместе. А ведь именно их взаимодействие и дает тот самый звук.

Докторант Корнелла Ицун Фу, ведущий автор исследования, признается:

Мы хлопаем, не задумываясь. Но теперь можем объяснить, как это работает на глубинном уровне. Нами двигало простое любопытство — разложить знакомый жест на физические составляющие и рассказать об этом понятно.

Оказалось, громкость и длительность хлопка зависят от:

• скорости смыкания ладоней,
• формы рук,
• даже мягкости кожи.

Жесткие резонаторы (вроде стеклянных бутылок) гасят звук медленно, а упругие ладони поглощают энергию почти мгновенно — поэтому хлопок короткий и резкий.

Но самое интересное — у каждого человека свой «акустический почерк». Гоцин Лю, аспирант-акустик, предполагает:

В будущем хлопки могут стать биометрическим идентификатором, как отпечатки пальцев. По звуку можно будет определить, кто хлопал.

Применений у исследования много: от обучения музыкантов (где ритм часто отбивают ладонями) до разработки новых способов анализа звука.

Мы все хлопаем, но даже не задумываемся, как это работает, — говорит Лю. — Теперь у нас есть объяснение. И это лишь начало.

Этот труд — не просто забава для физиков. Понимание механики хлопка:

• Практично — поможет улучшить акустические системы, где важны короткие импульсные звуки.
• Педагогично — упростит объяснение резонанса в школах и консерваториях.
• Технологично — может лечь в основу новых биометрических методов.

Но главное — оно показывает: даже самые обыденные явления таят сложные законы.

Несмотря на изящество теории, эксперименты проводились с искусственными силиконовыми «ладошками». Настоящие руки куда изменчивее: температура, влажность, угол удара — все это может влиять на звук. Без проверки на живых людях выводы остаются гипотетичными.

Ранее ученые раскрыли секрет звучания цикады. Там тоже есть хлопки.