Исследуются акустические резонаторы однонаправленного действия

Исследуются акустические резонаторы однонаправленного действия

Исследовательской группе Йельского университета удалось найти способ, позволяющий заставить поток звука двигаться в одном направлении. Эта фундаментальная технология предполагает применение повсеместно, от конструкций сотовых телефонов, до разработки детекторов гравитационных волн. По словам создателей, эта же технология может успешно применяться для контроля потоков тепла, следующих в одном направлении.

Односторонний маршрут звуковых волн

Открытие предоставляет новые возможности в плане совершенствования электронных устройств, где предполагается использование акустических резонаторов. Подробности относительно методики можно найти на страницах интернет-издания «Nature».

Эксперимент на создание одностороннего маршрута звуковых волн, физики Йельского университета проводили достаточно просто. В частности, для эксперимента учёные взяли два акустических резонатора. Создали схему перехода, когда звук первого резонатора переходит в область второго резонатора, но не наоборот.

Достичь таких результатов удалось при помощи «ручки настройки», представляющей настроечный процесс лазера, которым ослабляется или усиливается звуковая волна, учитывая направление перехода. Завершив удачно эксперименты с волнами звукового характера, учёные решили применить аналогичную технологию по отношению к тепловым потокам.

Потоки волн тепла аналогично звуковым волнам сопровождаются вибрациями, что допускает применение той же идеи перехода к тепловым волнам, следующим от одного объекта к другому. Используя разработанную одностороннюю схему движения звуковой волны, учёным удалось провести тепловой поток из одной точки в другую, независимо от температурного градиента точек.

Изобретатели упоминают о получении такого эффекта, когда кубик льда в стакане с горячей водой становится холоднее по мере того, как окружающая лёд вода становится горячее. Между тем, стоит всего лишь изменить одну настройку лазера и всё возвращается на круги своя – тепло выделяется обычным способом, а кубик льда тает, охлаждая воду.

Конечно же, экспериментально тепловой обмен просматривался не на кубиках льда с водой, а на работе пары акустических резонаторов.

Применение акустических резонаторов на практике

Несмотря на то, что массовыми примерами акустических резонаторов, как правило, рассматриваются музыкальные инструменты, а также выхлопные трубы автомобилей, эти системы нередко встречаются в конструкциях электронных устройств. Акустические резонаторы часто применяются как:

  • датчики,
  • фильтры,
  • преобразователи,

по причине хорошей совместимости с широким спектром материалов, частот и производственных процессов.


При помощи информации: YALE