Jyväskylän nanotutkijat näyttivät, kuinka ääni kulkee tyhjiössäkin

Jyväskylän yliopiston nanotiedekeskuksen tutkijat Zhuoran Geng ja Ilari Maasilta ovat osoittaneet, että tietyssä tilanteessa ääntä voi kytkeä voimakkaasti tyhjiön läpi.

Kaksikon tuore tutkimus paljastaa, kuinka joissakin tapauksissa koko ääniaalto tunneloituu kahden materiaalikappaleen välissä olevan tyhjiön läpi.

Tämä onnistuu, jos materiaalit ovat pietsosähköisiä.

Pietsosähköisissä materiaaleissa värähtelyt tuottavat samalla sähköisen vasteen. Sähkökenttä vaikuttaa myös tyhjiössä ja toimii ääniaallon välittäjänä kappaleesta toiseen.

Vaatimuksena on, että kappaleiden välinen etäisyys on pienempi kuin aallonpituus.

Efekti toimii audiotaajuuksien (Hz–kHz) lisäksi myös korkeammilla ultraäänien (MHz) ja hyperäänien (GHz) taajuuksilla, kunhan tyhjiöraon kokoa pienennetään taajuuden kasvaessa.

Sovellusmahdollisuuksia älypuhelimissa

”Useimmissa tapauksissa kyseinen efekti on pieni, mutta löysimme myös tilanteita, jolloin koko aallon energia hyppää tyhjiön läpi sataprosenttisen täydellisesti ilman minkäänlaisia heijastuksia”, professori Ilari Maasilta kertoo.

”Efektiä voitaisiin mahdollisesti hyödyntää ainakin tulevaisuuden elektromekaanisissa komponenteissa, kuten esimerkiksi mikroelektromekaanisissa järjestelmissä, älypuhelinteknologiassa ja lämmön kontrolloinnissa.”

Tutkimusta rahoittivat Suomen Akatemia ja EU:n Horisontti 2020 -ohjelma.

Tutkimusartikkelin Complete tunneling of acoustic waves between piezoelectric crystals julkaisi Communications Physics.

(Kuva Jyväskylän yliopisto) Ääniaallot tunneloituvat eli hyppäävät tyhjiöraon yli.


 

Tilaa Kemiamedian uutiskirje!

Tilaajana saat sähköpostiisi kerran viikossa kiinnostavimmat uutiset ja tärkeimmät tiedot alan tapahtumista ja työpaikoista.

Arvomme uusien uutiskirjetilaajien kesken palkintoja.

Lue lisää ja tee tilaus täällä.


P.S. Oletko kemian seurojen jäsen? Jos haluat uutiskirjeemme myös vuonna 2023, käy uusimassa tilauksesi täällä.

Kerro meille mielipiteesi!

 

Nimi(Pakollinen)
Hidden
Mitä mieltä olit artikkelista? Lähetä meille palautetta.
Kenttä on validointitarkoituksiin ja tulee jättää koskemattomaksi.

Lisää uutisia