28. 01. 2022 - Všetko

Fyzici objavili špeciálnu priečnu zvukovú vlnu

Výskumný tím objavil nový typ zvukovej vlny: vzduchom prenášaná zvuková vlna vibruje priečne a prenáša rotáciu aj orbitálny moment hybnosti ako svetlo. Zistenia zmenili predchádzajúce presvedčenie vedcov o zvukovej vlne a otvorili cestu pre vývoj nových aplikácií v akustickej komunikácii, akustickom snímaní a zobrazovaní.

Viete si predstaviť, že zvuk sa šíri rovnakým spôsobom ako svetlo? Výskumný tím na City University of Hong Kong (CityU) objavil nový typ zvukovej vlny. Učebnice fyziky nám hovoria, že existujú dva druhy vĺn. V priečnych vlnách, ako je svetlo, sú vibrácie kolmé na smer šírenia vĺn. V pozdĺžnych vlnách, ako je zvuk, sú vibrácie rovnobežné so smerom šírenia vĺn. Najnovší objav vedcov z CityU však toto chápanie zvukových vĺn mení.

Koncepcia a realizácia „mikropolárneho metamateriálu“

Na realizáciu tejto myšlienky dômyselne navrhol typ umelého materiálu nazývaného „mikropolárny metamateriál“, ktorý sa javí ako zložitá sieť rezonátorov. Vzduch je uzavretý vo vnútri týchto vzájomne prepojených rezonátorov, ktoré tvoria „meta-atómy“. Metamateriál je dostatočne tvrdý na to, aby mohol vibrovať. Teoretické výpočty ukázali, že kolektívny pohyb týchto vzduchových „meta-atómov“ skutočne vytvára šmykovú silu, ktorá spôsobuje vznik priečneho zvuku s interakciami rotácie a obežnej dráhy vo vnútri tohto metamateriálu.

Okrem toho výskumný tím zistil, že vzduch sa vo vnútri mikropolárneho metamateriálu správa ako elastický materiál, a tak podporuje priečny zvuk s rotáciou aj orbitálnym momentom hybnosti.

Výskum ukázal, že vzduchom prenášaný zvuk alebo zvuk v tekutinách môže byť priečna vlna a môže niesť úplné vektorové vlastnosti, ako je moment hybnosti rovnako ako svetlo. Poskytuje nové perspektívy a funkcie pre manipuláciu so zvukom nad rámec konvenčného skalárneho stupňa voľnosti.

Manipuláciou s týmito extra vektorovými vlastnosťami môžu v budúcnosti vedci byť schopní zakódovať viac údajov do priečneho zvuku, aby prelomili prekážku tradičnej akustickej komunikácie normálnymi zvukovými vlnami.

Objav môže otvoriť cestu pre vývoj nových aplikácií v akustickej komunikácii, akustickom snímaní a zobrazovaní.

Celý článok: https://www.sciencedaily.com/releases/2021/12/211207152541.htm

0

Vaš košík je prázdny