Поиск - новости науки и техники

Лови волну. Физики из Йеля научились управлять теплом и звуком

Учёным из Йельского университета (США) удалось выяснить, как можно заставить звуковые волны или тепло распространяться только в одном направлении. Это позволит создать, к примеру, идеальные системы звукоизоляции или охлаждения для научных приборов и цифровых гаджетов. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Используя наш трюк, мы можем заставить тепло двигаться из точки А в точку Б вне зависимости от того, какая из них холоднее. Иными словами, если мы бросим кубик льда в стакан с кипятком и включим наш лазер, он станет еще холоднее, а вода начнет закипать. В нашем случае, правда, речь идет не о льде и воде, а о двух акустических резонаторах

— заявил один из авторов исследования Джэк Харрис.

Известно, что  электромагнитные колебания и акустические волны, распространяются во все стороны от их источника с одинаковой скоростью.

Долгое время это правило считалось незыблемым. Но пять лет назад российско-британский физик Анатолий Заяц собрал конструкцию из золотых наночастиц, которая заставляла свет двигаться вдоль ее поверхности только в одном направлении.

А можно ли заставить так поступать другие типы волн? Однозначно, да, считают физики из Йеля. Они утверждают, что решили эту проблему сразу для двух типов колебаний – акустических и тепловых. Для этого они наблюдали за тем, что происходит при взаимодействии луча лазера и колеблющейся мембраны.

 Конструкцию поместили внутрь специального оптического прибора, резонатора Фабри-Перо. И оказалось, что если работу источника света настроить определенным образом, то внутри неё возникнет особая стоячая волна, которая не даёт акустическим волнам двигаться по поверхности мембраны в одном направлении, но при этом не мешает их перемещениям обратно.

Причём это направление можно легко менять, утверждают ученые. Достаточно подкорректировать фазу лазера, обстреляв мембрану новым набором импульсов. Эксперименты проводились при температурах, близких к абсолютному нулю. Но учёные утверждают, что этот эффект не потеряет силы и при комнатной температуре. По их мнению, нечто подобное можно проделать и с другими типами колебаний. Например, с электрическим током, светом или различными источниками механических волн.

Нет комментариев