Този пробив може да се приложи при електромагнитни вълни, с важни последици за радарните технологии
Независимо за какъв по вид звук става дума, вълните са склонни да текат еднакво и в двете посоки. Вие говорите и гласът ви достига до вашия приятел, който стои срещу вас, точно както неговият достига до вас. Но какво би станало, ако се движи само в една посока, без смущения, като автомобили по еднопосочна улица?
Този вид контрол беше постигнат от екип от изследователи от ETH Zurich. След години усилия те са открили как да насочат звуковите вълни така, че да пътуват напред, но никога назад.
Това постижение може да има огромни последици за бъдещите технологии, от комуникационни системи до радари. Те са го направили, без да отслабват силата на звука.
Отразени вълни
Идеята за контролиране на разпространението на вълната и насочването й да тече само в една посока привлича учените от години. В приложения като радар или комуникации, отразените вълни могат да причинят смущения, изкривяване на сигнала или намаляване на ефективността.
Преди десет години изследователите успяха да спрат звуковите вълни да отскачат обратно. Но имаше една уловка. Вълните, движещи се напред, отслабнаха в процеса.
Полза или вреда от трептенията
Сега група учени се зае директно с проблема. Техният пробив зависи от трептенията. Това са циклични движения в система, които се повтарят без външно влияние. Въпреки че тези трептения обикновено са неудобство те могат да бъдат дори опасни, когато причиняват вибрации в двигателите на самолетите.
Решението е толкова гениално, колкото и просто. Представете си дискообразна кухина, през която се издухва въздух с точната интензивност, за да се създаде свирещ звук. Вместо да създава стояща вълна, при която звукът отскача напред-назад в пространството, този генерира въртяща се вълна.
Екипът прекарва години в разработването на механиката на флуидите зад тази въртяща се вълна. След това се добавят три пътеки или вълноводи, подредени в триъгълна схема. Когато звукова вълна навлезе в първия вълновод, тя преминава плавно през циркулационната помпа към втория. Но ако звукът се опита да влезе през втория вълновод, той не може да се върне обратно. Принуден е да продължи към трети отделен път, като гарантира, че се движи само в една посока.
Пробивът
Екипът тества новият дизайн със звукови вълни с честота от около 800 херца. Това е приблизително височината на високо сопрано. Звуковата вълна не само се движи напред, без да се отразява назад, но дори става по-силна, благодарение на енергийния тласък от собствените трептения на циркулатора.
Възможностите далеч надхвърлят звука. Този вид еднопосочен контрол върху движението на вълните може да промени играта за технологии, които разчитат на електромагнитни вълни. Такива са и радарните, където прецизността и насочеността са от решаващо значение. Бъдещите комуникационни системи също могат да се възползват от тази новооткрита способност да насочват сигнали без смущения, ефективно по топологични вериги.
