Сегодня 09 мая 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Звук действительно передаётся в вакууме, но совсем не так, как показывают в кино

Два финских физика выяснили условия, при которых звук может передаваться через идеальный вакуум. Эффект сродни квантовому туннелированию, но в дело вступает обычная физика и кое-какое оборудование. Открытие может помочь в разработке MEMS-электроники и в системах теплоотвода.

 Источник изображения: Pixabay

Источник изображения: Pixabay

Жуоран Генг (Zhuoran Geng) и Илари Маасилта (Ilari Maasilta) из Университета Ювяскюля (Финляндия) утверждают, что их работа отражает первое строгое доказательство полного акустического туннелирования в вакууме. Всё, что нужно для эксперимента, — это два пьезоэлектрических датчика, каждый из которых способен превращать звуковые волны в электрическое напряжение (и наоборот). При этом пьезоэлементы должны быть разделены зазором, меньшим, чем длина волны передаваемого звука. В результате звук «перейдёт» от одного элемента к другому с полной силой, если соблюсти необходимые условия.

Как мы знаем, для распространения звука необходима среда. Звук передаётся за счёт последовательной передачи колебаний атомов и молекул среды соседним частицам. Непосредственно люди слышат (ощущают) колебания воздуха чувствительной мембраной в ушах. Таких условий, очевидно, нет в чистом вакууме — там нечему колебаться и, следовательно, нечему распространять звуковые волны. Но есть лазейка — в вакууме могут распространяться электромагнитные поля, а это шанс для пьезоэлектрических кристаллов, которые в процессе деформации (под воздействием акустических волн) вырабатывают электричество. А где электричество, там и поля.

Учёные использовали в качестве пьезоэлементов оксид цинка. Звуковое колебание создавало механическое напряжение в материале, и это порождало в нём электрическое напряжение и, при определённых условиях, вело к появлению электромагнитного поля. Если в радиусе действия поля первого кристалла находился второй кристалл, то он преобразовывал поле в электрическую энергию и обратно в механическую — фактически в исходный акустический сигнал, который, таким нехитрым (или хитрым) образом преодолевал чистый вакуум. Ширина зазора при этом не должна превышать длины передаваемой звуковой волны.

 Источник изображения: Geng and Maasilta, Commun. Phys., 2023)

Источник изображения: Geng and Maasilta, Commun. Phys., 2023)

Также учёные показали, что эффект не зависит от частоты звука. При соблюдении необходимого зазора он работает и для ультразвука и для сверхзвуковых частот. Обнаруженное явление может использоваться как для практических решений, так и для имитации квантового туннелирования, чтобы помочь в развитии квантовой связи, например.

«В большинстве случаев эффект невелик, но мы также обнаружили ситуации, когда полная энергия волны переходит через вакуум со 100 % эффективностью, без каких-либо отражений, — рассказал Маасилта. — Таким образом это явление может найти применение в микроэлектромеханических компонентах (MEMS, технология смартфонов) и в управлении теплом».

В последнем случае, очевидно, учёный имеет в виду отвод тепла от приборов, находящихся в вакууме, что может найти применение в космической технике и не только. О самой работе учёные рассказали в статье в журнале Communications Physics.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Сэм Альтман передал управление ChatGPT новому руководителю, а сам займётся исследованиями 3 ч.
Google защитит пользователей Chrome от фишинга с помощью локальной ИИ-модели Gemini Nano 3 ч.
Microsoft упростит установку приложений в Windows 11, но это может привести к засорению системы 11 ч.
Первое сюжетное дополнение к Kingdom Come: Deliverance 2 не заставит себя долго ждать — новый трейлер и дата выхода Brushes with Death 12 ч.
Meta наделит следующие умные очки Ray-Ban «супервосприятием» — функцией распознавания лиц окружающих 14 ч.
Первый геймплейный трейлер подтвердил дату выхода Mafia: The Old Country — игру будут продавать за $50 14 ч.
ИИ-боты начинают чаще привирать, когда их просят о лаконичных ответах — исследование 15 ч.
Перенос GTA VI прибавил Electronic Arts уверенности в успехе новой Battlefield 15 ч.
Apple начала принимать заявки на компенсации по иску о подслушивании Siri 16 ч.
Saber Interactive «выкатила» системные требования амбициозного симулятора RoadCraft 18 ч.
Apple продвинулась в разработке новых процессоров для умных очков и компьютеров 14 мин.
ASML ускорит строительство нового кампуса, где будет производиться оборудование для выпуска чипов 2 ч.
Продажи Tesla в апреле резко упали как в Китае, так и в Европе 2 ч.
Первая фаза ИИ-кластера xAI Colossus полностью обеспечена энергией 8 ч.
Новая статья: Двумерные полупроводники: ещё один подход к снаряду 9 ч.
Квартальная выручка Arm впервые превысила $1 млрд, но акции упали из-за слабого прогноза 10 ч.
Lenovo возродила 3D-гейминг — представлен ноутбук Legion 9i с RTX 5090, безочковым 3D-экраном и крышкой из кованного углеволокна 11 ч.
Razer выпустила компактные игровые мышь Basilisk Mobile и клавиатуру Joro для мобильного гейминга 11 ч.
Alienware представила тонкие и доступные геймерские ноутбуки Aurora 16 и 16X в сдержанном дизайне 14 ч.
Cadence представила суперкомпьютер Millennium M2000 на базе NVIDIA Blackwell 14 ч.