Ερευνητές του University of Jyvaskyla στη Φινλανδία κατάφεραν να καταρρίψουν το μύθο που λέει ότι ο ήχος δεν ταξιδεύει στο κενό, προσφέροντας την πρώτη απόδειξη πλήρους ακουστικής μετάδοσης στο απόλυτο κενό.
Για να το καταφέρουν χρησιμοποίησαν δύο πιεζοηλεκτρικά υλικά, τα οποία μπορούν να μετατρέψουν την κίνηση σε ηλεκτρισμό και το αντίστροφο. Χώρισαν λοιπόν αυτά τα δύο υλικά με ένα κενό αέρος, το οποίο ήταν μικρότερο από το μήκος κύματος του ήχου που ήθελαν να στείλουν και ο ήχος “πήδηξε” από το ένα μέσο στο άλλο.
Η μετάδοση των ακουστικών κυμάτων μέσω αυτού του “τούνελ” είναι θεωρητικά γνωστή από τη δεκαετία του ’60, αλλά μόλις πρόσφατα οι επιστήμονες ξεκίνησαν να ερευνούν πειραματικά το φαινόμενο και δεν είχαμε έως τώρα πλήρη κατανόηση πώς ακριβώς λειτουργεί.
Ο ήχος παράγεται από δονήσεις οι οποίες προκαλούν κίνηση στα άτομα και τα μόρια του μέσου υπό το οποίο μεταφέρεται ο ήχος. Η δόνηση μεταφέρεται στα παρακείμενα σωματίδια και εμείς τον αντιλαμβανόμαστε από τις ευαίσθητες μεμβράνες των αυτιών μας. Το κενό χαρακτηρίζεται από την πλήρη απουσία ενός μέσου. Εφόσον δεν υπάρχουν σωματίδια για να δονηθούν, ο ήχος δε θα έπρεπε να μεταφέρεται. Ωστόσο υπάρχουν…παρακάμψεις.
Το κενό μπορεί να έχει ηλεκτρικά πεδία και για αυτό το λόγο τα πιεζοηλεκτρικά υλικά είναι τόσο ενδιαφέροντα αφού μετατρέπουν τη μηχανική ενέργεια σε ηλεκτρική και αντίστροφα. Ένας ήχος παράγει μηχανική πίεση την οποία μετατρέπει σε ηλεκτρικό πεδίο ένας κρύσταλλος από οξείδιο του ψευδαργύρου. Αν υπάρχει ένας δεύτερος κρύσταλλος κοντά στον πρώτο, μπορεί να μετατρέψει την ηλεκτρική ενέργεια του πρώτου ξανά σε μηχανική και έτσι ο ήχος μπορεί να ταξιδέψει μέσα από κενό.
Το φαινόμενο λειτουργεί με τους ίδιους κανόνες και για συχνότητες πέρα από αυτές που μπορεί να ακούσει ο άνθρωπος.
Στις περισσότερες περιπτώσεις το φαινόμενο είναι σε μικρή κλίμακα, αλλά βρήκαμε και περιπτώσεις όπου η πλήρης ενέργεια του κύματος μπορεί να “πηδήξει” το κενό με 100% απόδοση. Έτσι, το φαινόμενο αυτό μπορεί να βρει πρακτικές εφαρμογές σε μικρο-ηλεκτρομηχανικά εξαρτήματα, όπως στην τεχνολογία των smartphones.
Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο Communications Physics.
