În imagine, o membrană flexibilă (pătratul gri) este folosită ca și rezonator acustic, plasat între două oglinzi. Raza laser introdusă între acestea va rămâne „captivă”, și va trece în mod repetat prin membrană. În acest fel, vibrațiile membranei pot fi controlate, în funcție de intensitatea laserului. Sursă imagine: Harris Lab
Redirecționarea sunetului
Imaginează-ți că ai fi în stare să auzi șoaptele unor persoane din camera alăturată, în timp ce acestea nu ar auzi niciun sunet de la petrecerea din camera ta.
Cercetătorii de la Yale University au găsit o modalitate de a face acest lucru posibil – prin direcționarea precisă a undelor sonore într-un singur sens. Tehnologia necesară este deja încorporată în multe dispozitive electronice, de la telefoanele mobile la detectoarele de unde gravitaționale.
„Acesta este un experiment în care am creat un drum cu sens unic pentru undele sonore”, a spus Jack Harris, profesor de fizică la Yale si cercetătorul principal al studiului. „Mai exact, avem două rezonatoare acustice. Sunetul stocat în primul rezonator se poate scurge în al doilea, dar nu și invers.”
Harris a spus că echipa sa a reușit să obțină rezultatul printr-un „buton de reglaj” – o setare a laserului, de fapt – care poate slăbi sau amplifica un sunet, în funcție de direcția undelor sonore.
Redirecționarea căldurii
Cercetătorii au folosit același principiu pentru a controla și un flux de căldură, deoarece căldura constă în mare parte din vibrații.
„Folosind trucul direcționării sunetelor într-un singur sens, putem face și ca un flux de căldură să curgă de la punctul A la punctul B sau de la B la A, indiferent dacă acesta este mai rece sau mai fierbinte”, a spus Harris.
„Ar fi ca și cum ați pune cuburi de gheață într-un pahar cu apă fierbinte, iar acestea ar deveni din ce în ce mai reci, în timp ce apa din ce în ce mai fierbinte. Apoi, prin schimbarea unei singure setări a laserul nostru, căldura se va transfera în mod obișnuit, rezultând topirea cuburilor de gheață și răcirea apei. Deși în experimentele noastre nu sunt cuburi de gheață și apă care schimbă căldură, ci mai degrabă două rezonatoare acustice”.
Exemple elementare de rezonatoare acustice se găsesc în instrumente muzicale sau chiar în țevile de eșapament ale automobilelor, dar și într-o varietate de produse electronice. Sunt folosite ca senzori, filtre sau traductoare, datorită compatibilității lor cu o gamă largă de materiale, frecvențe și procese de fabricare.
Prezentul studiu va determina, pe termen scurt, îmbunătățiri majore ale tuturor acestor dispozitive electronice care folosesc rezonatori acustici.
Sursă: „Controlul și răcirea nereciprocă a modurilor fononice într-un sistem opto-mecanic”, vol. Nature 568, pag. 65-69 (2019).
Citește și: Apa electrizată – baza unor noi tehnologii de propulsie
