Магнитните полета променят движението на звуковите вълни

Изследователи са открили нов начин, по който повърхностните акустични вълни взаимодействат с магнитни материали, което води до изненадващ ефект на асиметрична дифракция. Това може да направи революция в базираните на акустика комуникационни технологии

Ваня Милева Последна промяна на 06 февруари 2025 в 00:00 4096 0

взаимодействие между феромагнетици и акустични вълни.

Кредит ©Nii et al.
Нов дифракционен феномен на акустичните вълни. Нова асиметрична дифракция е постигната с помощта на наномоделиран масив от феромагнетици. Тази демонстрация възниква от уникално взаимодействие между феромагнетици и акустични вълни.

Открито е невиждано досега поведение на акустичните вълни, отваряйки нови възможности за авангардни комуникационни технологии.

Експериментирайки с наноразмерни магнитни материали, изследователи наблюдават асиметричен дифракционен модел в повърхностни акустични вълни - нещо, известно само в оптиката досега. Това новаторско откритие предполага, че звуковите вълни могат да бъдат манипулирани по начини, които никой никога не си е представял, потенциално извършвайки пробив както в класическата, така и в квантовата комуникация.

Пробив в разпространението на акустичните вълни

Изследователите са открили нов начин за разпространение на акустичните вълни, което може да доведе до значителен напредък в комуникационните технологии. Проучването е проведено от Института за изследване на материалите към университета Тохоку в сътрудничество с Японската агенция за атомна енергия и Центъра за наука за възникващи материи RIKEN.

Повърхностните акустични вълни (SAW - Surface acoustic waves) - вибрации, които се движат по повърхността на материали като вълни върху водата - са от съществено значение в съвременните комуникационни устройства. Те играят ключова роля в честотните филтри, използвани в мобилните телефони, като преобразуват електрическите сигнали във вибрации чрез пиезоелектричния ефект. Това преобразуване позволява ефективна обработка на сигнала, което прави по-задълбоченото разбиране на SAW от решаващо значение за бъдещия технологичен напредък.

Изненадващо експериментално откритие

В своя експеримент изследователският екип използва усъвършенствани техники, за да създаде структуриран масив от наномащабни магнитни материали. Този масив функционира като специализирана решетка, през която преминават акустичните вълни. Но вместо очаквания симетричен модел на дифракция, екипът наблюдава изцяло нов и неочакван феномен: "нереципрочна дифракция" - асиметричен начин, по който SAW взаимодействат с материала.

"Това явление преди това е било наблюдавано само в оптиката", отбелязва Йоичи Нии (Yoichi Nii), "така че сме много развълнувани да потвърдим, че то се простира отвъд оптиката до други вълнови явления."

Чрез теоретичен анализ изследователският екип идентифицира това асиметрично поведение като произтичащо от уникалното взаимодействие между SAW и магнитни материали, специално свързани с техните ъглови моменти.

Трансформиращи комуникационни технологии

Това откритие може да даде възможност за прецизен контрол на пътищата на разпространение на SAW с помощта на магнитни полета, което води до разработването на иновативни акустични устройства, които усъвършенстват както класическите, така и квантовите комуникационни технологии. Разкриването на нови свойства на SAW е от съществено значение за разработването на комуникационни системи и устройства от следващо поколение.

Справка: “Observation of Nonreciprocal Diffraction of Surface Acoustic Wave” by Y. Nii, K. Yamamoto, M. Kanno, S. Maekawa and Y. Onose, 14 January 2025, Physical Review Letters. DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.027001

Източник: Magnetic Fields Reshape the Movement of Sound Waves in a Stunning Discovery, Tohoku University

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Физика

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    Няма коментари към тази новина !