صدا را واقعاً می‌تواند در خلأ منتقل کرد، اما چطور؟!
اگر شرایط مناسب باشد، این امکان وجود دارد که صدا از خلأ کامل عبور کند. به تازگی دو فیزیکدان بررسی کرده‌اند که این شرایط باید چگونه باشد.
Zhuoran Geng و Ilari Maasilta از دانشگاه Jyväskylä در فنلاند می‌گویند که یافته‌های آن‌ها نشان‌دهنده اولین اثبات دقیق «تونل‌سازی کامل آکوستیک در خلا» است.
برای رسیدن به این شرایط، به دو ماده پیزوالکتریک نیاز دارید که قادر به تبدیل حرکات به ولتاژ (و بالعکس) باشند. اشیاء باید با شکافی کوچکتر از طول موج صدایی که می‌خواهید ارسال کنید از هم جدا شوند.
ما از دهه ۱۹۶۰ در مورد تونل زنی موج صوتی اطلاع داشتیم، اما دانشمندان به تازگی شروع به بررسی این پدیده کرده‌اند.
گنگ و ماسیلتا توضیح داده‌اند که:
صدا برای انتشار به وسیله‌ای نیاز دارد تا از آن عبور کند. صدا توسط ارتعاشات تولید می‌شود که باعث ارتعاش اتم‌ها و مولکول‌های محیط می‌شود. ارتعاش به ذرات مجاور منتقل می‌شود. ما این ارتعاشات را از طریق یک غشای حساس در گوش خود حس می‌کنیم.
کریستال‌های پیزوالکتریک به ماده‌ای جذاب برای مطالعه صدا در فضا‌های خالی تبدیل شده‌اند. این‌ها موادی هستند که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند و بالعکس. به عبارت دیگر، اگر فشار مکانیکی بر کریستال وارد کنید، میدان الکتریکی ایجاد می‌کند. و اگر کریستال را در معرض میدان الکتریکی قرار دهید، کریستال تغییر شکل می‌دهد که به عنوان اثر پیزوالکتریک معکوس شناخته می‌شود.
گنگ و ماسیلتا با استفاده از اکسید روی به‌عنوان کریستال‌های پیزوالکتریک دریافتند که یک کریستال می‌تواند در صورت وجود شرایط خاص، این تنش را به میدان الکتریکی تبدیل کند.
اگر کریستال دومی در محدوده کریستال اول وجود داشته باشد، می‌تواند انرژی الکتریکی را دوباره به انرژی مکانیکی تبدیل کند . برای انجام این کار، دو کریستال باید با شکافی که بیشتر از طول موج صوتی اولیه نباشد از هم جدا شده باشند..
حتی فرکانس‌های فراصوت و فراصوت نیز می‌توانند از خلاء بین دو کریستال عبور کنند.
از آنجایی که این پدیده مشابه اثر مکانیکی کوانتومی تونل‌زنی است، نتایج این تحقیق می‌تواند به دانشمندان در مطالعه علم اطلاعات کوانتومی و همچنین سایر حوزه‌های فیزیک کمک کند.
این تحقیق در Communications Physics منتشر شده.
این نوشته‌ها را هم بخوانید
