Som propagando-se em uma direção apenas

Representação de ondas sonoras bidimensionais

Imagine ser capaz de ouvir as pessoas sussurrando na sala ao lado, enquanto a festa estridente em seu próprio quarto é inaudível para os outros. Os pesquisadores de Yale descobriram uma maneira de fazer exatamente isso - fazer o som fluir em uma direção - dentro de uma tecnologia fundamental encontrada em tudo, desde telefones celulares até detectores de ondas gravitacionais.

Além disso, os pesquisadores usaram a mesma ideia para controlar o fluxo de calor em uma direção. A descoberta oferece novas possibilidades para melhorar os dispositivos eletrônicos que usam ressonadores acústicos.

As descobertas, do laboratório de Jack Harris, de Yale, foram publicadas na edição online de 4 de abril da revista Nature .

"Este é um experimento em que fazemos uma rota de mão única para as ondas sonoras", disse Harris, professor de física de Yale e principal investigador do estudo. "Especificamente, temos dois ressonadores acústicos. O som armazenado no primeiro ressonador pode vazar para o segundo, mas não vice-versa."

Harris disse que sua equipe conseguiu o resultado com um "botão de ajuste" - um ajuste a laser, na verdade - que pode enfraquecer ou fortalecer uma onda sonora, dependendo da direção da onda sonora.

Em seguida, os pesquisadores levaram seu experimento para um nível diferente. Como o calor consiste principalmente de vibrações, eles aplicaram as mesmas ideias ao fluxo de calor de um objeto para outro.

"Ao usar nosso truque de som unidirecional, podemos fazer o fluxo de calor do ponto A para o ponto B, ou de B para A, independentemente de qual deles é mais frio ou mais quente", disse Harris. "Isso seria como deixar cair um cubo de gelo em um copo de água quente e deixar os cubos de gelo mais frios e frios, enquanto a água ao seu redor fica mais quente e quente. Então, ao mudar um único ajuste em nosso laser, o calor aumenta da maneira usual, e os cubos de gelo gradualmente aquecem e derretem enquanto a água líquida esfria um pouco. Embora em nossos experimentos não sejam cubos de gelo e água que estejam trocando calor, mas dois ressonadores acústicos. "

Embora alguns dos exemplos mais básicos de ressonadores acústicos sejam encontrados em instrumentos musicais ou mesmo em tubos de escape de automóveis, eles também são encontrados em uma variedade de eletrônicos. Eles são usados ​​como sensores, filtros e transdutores devido à sua compatibilidade com uma ampla gama de materiais, freqüências e processos de fabricação.

Artigo:

H. Xu, Luyao Jiang, A. A. Clerk & J. G. E. Harris. Nonreciprocal control and cooling of phonon modes in an optomechanical system. Nature, 2019 DOI: 10.1038/s41586-019-1061-2

Fonte:

www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190403135011.htm

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