کشفی شگفت انگیز در دنیای امواج صوتی/ میدان های مغناطیسی مسیر امواج صوتی را تغییر می دهند!

پژوهشگران برای نخستین بار مشاهده کردند که امواج آکوستیکی سطحی (SAWs) در تعامل با مواد مغناطیسی نانومقیاس الگوی پراش نامتقارن از خود نشان می دهند؛ پدیده ای که پیش تر فقط در علم اپتیک شناخته شده بود.

به گزارش ساینس دیلی این کشف راه را برای توسعه فناوری های جدید در حوزه ارتباطات کلاسیک و کوانتومی هموار می کند.

تحولی بی سابقه در انتشار امواج آکوستیکی

به گزارش گروهی از محققان مؤسسه تحقیقات مواد دانشگاه توهوکو آژانس انرژی اتمی ژاپن و مرکز علوم مواد نوظهور RIKEN امواج آکوستیکی سطحی که مانند امواج آب روی سطح مواد منتشر می شوند نقش کلیدی در فناوری های مخابراتی مدرن دارند. این امواج به ویژه در فیلتر های فرکانسی تلفن های همراه برای تبدیل سیگنال های الکتریکی به ارتعاشات از طریق اثر پیزوالکتریک مورد استفاده قرار می گیرند. درک عمیق تر از این امواج می تواند پیشرفت چشمگیری در سیستم های ارتباطی آینده ایجاد کند.

مشاهده یک رفتار غیرمنتظره در آزمایشگاه

پژوهشگران با استفاده از روش های پیشرفته نانوساخت آرایه ای از مواد مغناطیسی نانومقیاس را طراحی کردند که به عنوان یک توری ویژه برای عبور امواج آکوستیکی عمل می کرد. انتظار می رفت این امواج پس از عبور از این ساختار الگوی پراش متقارن معمول خود را حفظ کنند اما در کمال شگفتی تیم تحقیقاتی مشاهده کرد که پراش به صورت نامتقارن رخ داده است.

این پدیده که با عنوان “پراش نامتقارن غیرمتقابل” شناخته می شود پیش تر فقط در علم نورشناسی دیده شده بود. یویچی نی از پژوهشگران این مطالعه دراین باره گفت: «این نخستین بار است که چنین رفتاری را در امواج آکوستیکی مشاهده می کنیم. ما بسیار هیجان زده ایم که این ویژگی به سایر انواع امواج نیز تعمیم می یابد.»

تجزیه و تحلیل های نظری نشان داد که این رفتار نامتقارن ناشی از تعامل ویژه بین امواج آکوستیکی سطحی و مواد مغناطیسی است. این تعامل به تکانه زاویه ای امواج مربوط می شود و می تواند به طور بالقوه برای کنترل مسیر انتشار آنها مورد استفاده قرار گیرد.

دگرگونی در فناوری های ارتباطی آینده

بر اساس این یافته ها امکان کنترل دقیق مسیر حرکت امواج آکوستیکی سطحی با استفاده از میدان های مغناطیسی فراهم می شود. این قابلیت می تواند زمینه ساز توسعه دستگاه های آکوستیکی پیشرفته ای شود که در فناوری های ارتباطی کلاسیک و کوانتومی نقش مهمی ایفا کنند.

کشف ویژگی های جدید امواج آکوستیکی سطحی گامی مهم در مسیر طراحی سیستم های مخابراتی نسل آینده خواهد بود.

نتایج این مطالعه در مجله معتبر Physical Review Letters منتشر شده است.

انتهای پیام/