الأخبار -
أول دليل علمي على سفر الصوت عبر الفراغ |
 : 740 | |
|
الخميس,17 اغسطس 2023 - 05:48 ص
لندن: «الشرق الأوسط»
قال عالما فيزياء إنهما اكتشفا دليلًا علميًا يثبت أن الصوت يسافر عبر الفراغ. يفيد الدكتور زورانغ زينغ وزميله الدكتور لاري ماسيلتا من جامعة يوفاسكيلا بفنلندا بوجود نفق صوتي كامل في الفراغ. لتحقيق ذلك، يحتاجون إلى مادتين كهرضغطية قادرة على تحويل الحركات إلى جهد كهربائي والعكس صحيح. يجب فصل الكائنات عن طريق فجوة أصغر من طول الموجة الصوتية التي نريد إرسالها. هذا وفقًا لمقال علمي نشره موقع ساينس إليرت عن مجلة فيزياء الاتصالات.
| 
اضغط للتكبير
|
العلماء بدأوا فقط في التحقيق بهذه الظاهرة، مما يعني أننا لا نملك حتى الآن فهمًا جيدًا لكيفية عملها.
ماسيلتا يعمل على إصلاح ذلك، أولاً من خلال وصف شكلي لدراسة الأنفاق الصوتية، والآن من خلال تطبيقها.
من أجل الانتشار، يحتاج الصوت إلى وسيط ينقله. يتولد الصوت عن طريق الاهتزازات، وهذه الاهتزازات تؤدي إلى اهتزاز الجزيئات في الوسط، وتنتقل هذه الاهتزازات إلى الجسيمات المجاورة. نشعر بهذه الاهتزازات عبر غشاء حساس في آذاننا. والفراغ المثالي هو غياب تام للوسيط.
عند وضع ضغط ميكانيكي على بلورة، يتكون مجال كهربائي. وعند تعرض البلورة لمجال كهربائي، يتشوه شكل البلورة، وهذا يسمى التأثير الكهروإجهادي العكسي. يؤدي اهتزاز الصوت إلى تطبيق إجهاد ميكانيكي. بواسطة استخدام بلورات أكسيد الزنك كبلورات كهرضغطية، اكتشف زينغ وماسيلتا أنه يمكن للبلورة تحويل الضغط إلى مجال كهربائي إذا تم تحقيق شروط معينة. وإذا وجدت بلورة ثانية في نفس النطاق، يمكن لها تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية مرة أخرى.
لتحقيق ذلك، يجب فصل البلورتين بفجوة لا تتجاوز طول الموجة الصوتية الأولية. وبمجرد قياس فجوة الفراغ بناءً على ذلك، يمكن للترددات العالية للصوت أن تمر عبر الفراغ بين البلورتين.
ونظرًا لأن هذه الظاهرة تشبه تأثير الحفر النفقي الكمومي الميكانيكي، فإن نتائج البحث يمكن أن تساعد العلماء في دراسة المعلومات الكمومية، بالإضافة إلى مجالات الفيزياء الأخرى.
ويخلص ماسيلتا إلى القول أن التأثير عادة ما يكون ضئيلًا في معظم الحالات، ولكننا وجدنا أيضًا حالات يمكن أن تنتقل فيها الطاقة الكاملة للموجة عبر الفراغ بكفاءة 100? دون أي انعكاسات. وبهذه الطريقة، يمكن أن تجد هذه الظاهرة تطبيقات في مجالات مثل التكنولوجيا الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS) وتحكم الحرارة.
|
| |
|