Финские ученые нашли потенциальный способ передачи звука в космосе
Ученые из Университета Йювяскюля в Финляндии провели исследование по поиску способов передачи звука в космосе. Результаты оказались вполне обнадеживающими и были опубликованы в журнале Communications Physics.
Вакуумное туннелирование
Еще в 2010 году физики впервые высказали гипотезу о возможности передачи звука в вакууме. Они предположили, что звуковые волны могут «перескакивать» из одного твердого тела в другое через вакуумный зазор субмикронной толщины. Этот эффект был назван «вакуумным туннелированием фононов».
Фононы — это квазичастицы, которые представляют собой кванты энергии колебательного движения атомов тела, образующих идеальную кристаллическую решетку. Фонон может «перескакивать» с одной кристаллической решетки на другую в условиях пустоты.
Интересный эксперимент
Исследователи из Университета Йювяскюля решили проверить эту гипотезу и провели эксперимент. Они использовали два одинаковых пьезоэлектрических кристалла на основе оксида цинка. Кристаллы были установлены в специальной вакуумной установке, разделенные вакуумным зазором.
В ходе эксперимента звуковая вибрация создавала механическое напряжение, которое пьезоэлектрические кристаллы могли преобразовывать в электрическое поле. Если второй кристалл находился в радиусе действия первого, он мог преобразовать электрическую энергию обратно в механическую, и звуковая волна преодолевала вакуум.
Квантово-механические эффекты
Ученые отмечают, что вакуумное туннелирование аналогично квантово-механическому эффекту туннелирования — явлению, когда электрон перескакивает с одного места в другое, преодолевая барьер, на прохождение которого у него, по законам классической механики, не хватило бы энергии. Такой эффект лежит в основе современной беспроводной передачи данных, работе электронных гаджетов и мобильных систем.
Поэтому результаты исследования могут иметь важное значение для изучения квантовой информатики и других областей физики. Ведь если ученые смогут разработать способ передачи звука через вакуум, это может открыть новые горизонты для космической коммуникации.
