Двое исследователей из Университета Ювяскюля в Финляндии, Жуоран Генг и Илари Маасилта, сделали крупное открытие, связанное с передачей звука в вакууме. Их исследование представляет собой первое подтверждение возможности прохождения звуковых волн через пустое пространство. Они достигли данного эффекта при помощи двух материалов, известных как пьезоэлектрики.
Эти материалы способны преобразовывать механические движения в электрические сигналы и обратно. Между этими материалами необходимо находиться на очень близком расстоянии, меньшем длины звуковой волны, которую требуется передать. Звук “тоннелирует” через эту промежуток, полностью проходя из одного материала в другой.
Туннелирование звука известно с 1960-х годов, но только недавно ученые начали более детально изучать этот феномен и понимать его принцип работы. Генг и Маасилта разработали метод, который позволяет изучать акустическое туннелирование, и успешно применили его. Обычно звук требует среды для распространения, так как он возникает из-за взаимодействия колебаний частиц.
В идеальном вакууме, где частицы отсутствуют, звук не может передаваться. Однако ученые обнаружили, что в вакууме могут существовать пробелы. Оказывается, электрические поля в вакууме могут вызывать колебания пьезоэлектрических кристаллов. Пьезоэлектрические кристаллы способны превращать механическую энергию в электрическую и обратно.
Это означает, что звуковые волны могут проходить через вакуум, если два пьезоэлектрических кристалла находятся на достаточно близком расстоянии друг от друга. Ученые также обратили внимание, что этот эффект усиливается при увеличении частоты. Это означает, что ультразвуковые и гиперзвуковые частоты также могут туннелировать через вакуум, если расстояние между кристаллами соответствующим образом увеличено.
Это открытие имеет важное значение не только для физической науки, но и для квантовой информатики и других областей. Оно может привести к различным применениям в микроэлектромеханических компонентах (MEMS), таких как смартфоны, а также в регулировании тепла.
