研究人员阐明了手掌拍打中涉及的复杂物理机制和流体动力学，并探讨了其在生物声学和个人识别中的潜在应用，即手掌拍打可以用来识别某人。
在2006年电影《X战警：最后的决战》的结尾场景中，一名角色拍手发出冲击波，将反对军队击倒。
农业与生命科学学院生物和环境工程教授Sunny Jung对此感到好奇。
Jung说：“这让我对我们拍手时波动的传播方式感到好奇。”
Jung是3月11日在《物理评论研究》上发表的一项研究的主要作者，该研究阐明了手掌拍打中涉及的复杂物理机制和流体动力学，并探讨了其在生物声学和个人识别中的潜在应用，其中手掌拍打可以用来识别某人。
Jung表示：“拍手是人类日常活动和交流的一种形式。我们在宗教仪式中使用它，或表达感激：共鸣自己，激励自己。我们想探讨根据手掌拍打的方式如何产生声音。”
研究人员使用高速摄像机追踪10名志愿者拍手时的手部动作、气流和声音，测量在手掌之间的腔体大小和形状变化时的不同频率：当用抱成杯状的手、扁平的手或指对掌拍手时。他们发现，手掌之间的腔体越大，拍手的频率越低，手部充当了谐振器——声音来自通过手腔体和拇指与食指之间开口的气流的作用。
首位作者、机械工程专业的博士生Yicong Fu说道：“是这种从手腔体中喷出的气流推动的空气柱引起了空气的扰动，而那就是我们听到的声音。”
研究人员将人类数据与使用简化复制品产生的数据进行比较，以及对空气如何通过称为亥姆霍兹谐振器的传统谐振器运动的理论预测。“我们实验和计算上都确认亥姆霍兹谐振器可以预测人类拍手的频率，”Fu说。“这是对这一统一原理的确认，这可能在其他领域中有帮助，尤其是生物声学，因为该原理可能有助于解释各种生物声学现象，特别是涉及软材料碰撞和喷射流的现象。”
Jung表示：“这也是乐器的基本原理，腔体的大小和颈部开口的长度决定了不同的声音——我们展示了这也适用于拍手。”
此外，研究人员还研究了为何拍手声音如此短暂，与通过传统谐振器产生的声音相比，发现手的柔软性起到作用：手部的软组织在撞击后振动，吸收能量并减弱声音。
Fu说：“当材料中振动更强时，声音衰减得更快。所以，如果你想引起远处另一个人的注意，并希望声音持续更长时间，你可能要选择某种手掌拍打形状，使你的手更加刚性。”
这项研究进一步打开了将手掌拍打用作个人识别或签名的想法；Jung的另一位学生正在测试手掌拍打是否可以用于课堂考勤，例如。
Fu表示：“手掌拍打实际上是一个非常有特征的事情，因为我们的手大小、技术、皮肤质地和柔软度各不相同——这都导致了不同的声音表现。现在我们理解了其物理原理，我们可以用声音来识别个人。”
之前的研究或调查手掌拍打背后的简化理论机制，或使用人类受试者进行统计分析，但这两者之间的联系是新的。通过评估声音和气流的实验设置；手的大小、形状和质地；以及拍打的力量、速度和压力，研究人员能够捕捉到多个变量，这些变量涉及材料科学、流体力学和声学。
Fu说：“这是关于该主题最详尽的研究。我们设置的方式有助于可视化现象，由于它是如此综合，我们能够从中生成更多的知识。”
对Jung来说，这项研究也满足了一个好奇心。“这开始于想要理解我所看到的东西以及我们每天都在做的事情，”他说。“当我看到某样东西时，我会尝试质疑为什么会发生。”
共同作者包括前博士后研究员Akihito Kiyama，现在是日本埼玉大学的助理教授；以及密西西比大学国家物理和天文学中心的Guoqin Liu和Likun Zhang。
该研究部分得到了国家科学基金会的资助。
