Sciencemag.cz
Doporučujeme
V béčkových sci-fi filmech se někdy vyskytuje fyzikální nesmysl – zvuk šířící se ve vesmíru (vzduchoprázdnu), ať už jde o křik nebohých obětí nebo explozi kosmické lodě. Kritici na to neopomenou upozornit. Je tedy vlastně kuriózní, že podle nového výzkumu zvukové vlny opravdu za určitých podmínek mohou projít i vakuem, i když velmi speciálním způsobem a v omezeném měřítku. Zhuoran Geng a Ilari Maasilta z finské University of Jyväskylä ukázali, tento proces, jakási obdoba tunelování, může nastat v piezoelektrických materiálech.
V těchto látkách vyvolávají mechanické vibrace (zvukové vlny) také elektrickou odezvu, a protože ve vakuu může existovat elektrické pole, může (nepřímo) přenášet zvukové vlny. Zvuk se pak prostě šíří skrz jinou formu energie.
Podmínkou pro tento jev má být, aby velikost vakuové mezery oddělující oba materiály byla menší než vlnová délka zvukové vlny. Vše funguje nejen v rozsahu frekvencí vlastního zvuku (Hz-kHz), ale také ve frekvencích ultrazvuku (MHz) a hyperzvuku (GHz) – alespoň pokud se pokud se s rostoucí frekvencí zmenšuje vakuová mezera.
„Ve většině případů je efekt malý, ale našli jsme i situace, kdy celá energie vlny přeskočí vakuum se 100% účinností, bez jakýchkoli odrazů. Tento jev by mohl najít uplatnění v mikroelektromechanických součástkách (MEMs) a při regulaci tepla,“ uvádí Ilari Maasilta.
Zhuoran Geng et al, Complete tunneling of acoustic waves between piezoelectric crystals, Communications Physics (2023). DOI: 10.1038/s42005-023-01293-y
Zdroj: University of Jyväskylä / Phys.org
Poznámka: Že se energie zvuku přenese z piezoelektrického materiálu přes elektrické pole, smysl dává, nicméně ještě by to asi chtělo dovysvětlit, jak/proč se na „druhé straně vakua“ zase přemění na zvuk…
Zvuku v krystalu je v podstatě podélné vlnění krystalické mřížky. A jelikož pieozoelektrický jev generuje elektrické pole při stlačení krystalu, dochází i při „stlačení zvukem“ k generování elektrického pole. To se pak přenese přes vakuum a tím se dostáváme k tomu, co se děje na druhé straně. Piezoelektrický jev, totiž funguje i opačně, působením elektrického pole na piezoelektrický krystal může dojít k jeho kontrakci nebo prodloužení. Pokud je toto elektrické pole modulované na vysílajícím krystalu zvukovými vlnami, tak smršťování a roztahování přijímajícího krystalu bude mít stejnou frekvenci a projeví se tedy jako stejný zvuk.
Vlastně to celé je vcelku nepřekvapivé, nejdůležitější informace v článku podle mě je to, že za určitých podmínek k tomuto přenosu dochází bez odrazů a ztrát. To může v budoucnu najít nějaké zajímavé využití. Napadá mě třeba něco na způsob galvanického oddělení optickou vazbou, jen by se místo světla využilo zvuku.
Na druhou stranu,takhle muzu dat facku nekomu na druhej strane zemekoule,staci pouzit telefon…