Sam Jarman tərəfindən , Phys.org

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Akustik metamaterial strukturu, yan tərəfdən yaxınlaşan digər dalğalar üçün tamamilə görünməz qalaraq, düz yoldan keçən səs dalğaları üçün demək olar ki, mükəmməl bir dalğabənd rolunu oynayır. Müəllif: Changqing Xu və başqaları.

Akustik metamateriallar, səs dalğalarını getdikcə daha inkişaf etmiş üsullarla manipulyasiya edən sürətlə inkişaf edən bir material ailəsidir. İndi Çinin Nanjing Normal Universitetində Çanqsinq Xunun rəhbərlik etdiyi bir qrup, səsin uclarından daxil olması üçün demək olar ki, mükəmməl bir dalğa bələdçisi kimi çıxış edən, yanlarına düşən dalğalar üçün isə görünməz olan bir quruluş olan bir akustik metamaterial hazırlayıb. Physical Review Letters jurnalında dərc olunan nəticələr , mürəkkəb siqnal mühitlərində səs dalğalarını manipulyasiya etmək üçün yeni yollar aça bilər.

Səs manipulyasiya edən strukturlar

Akustik dalğa bələdçiləri səsi kanal daxilində məhdudlaşdıraraq, dalğaları içəriyə əks etdirən sərhədlərdən istifadə edərək onları yolda saxlamaqla işləyir. Buna içiboş boru kimi sadə bir quruluşla nail olmaq mümkün olsa da, problem ondadır ki, həmin eyni əks etdirici sərhədlər qaçılmaz olaraq kanalın xaricindən yaxınlaşan istənilən səs dalğaları ilə qarşılıqlı təsir göstərir.

Xarici dalğalar maneəsiz keçmək əvəzinə, sərt divarlardan səpələnir: birdən çox siqnal kanalının bir-birinə mane olmadan yaxınlıqda mövcud olması lazım olduğu texnologiyalarda əhəmiyyətli bir çatışmazlıq.

Metamateriallar bu məhdudiyyəti aradan qaldırmaq üçün perspektivli bir yol təqdim edir. Manipulyasiya etdikləri dalğaların dalğa uzunluqlarından kiçik təkrarlanan vahid hüceyrələri olan mühəndislik strukturları olaraq, hazırlandıqları materiallardan daha inkişaf etmiş material xüsusiyyətlərini mənimsəyə bilərlər. Bu halda, onların həndəsəsinin diqqətlə uyğunlaşdırılması tədqiqatçılara ənənəvi maddə ilə əldə edilməsi mümkün olmayan akustik xüsusiyyətlər yaratmağa imkan verir.

Xüsusilə diqqətəlayiq bir nümunə, effektiv qırılma indeksinin müəyyən bir tezlikdə yox olduğu ” sıfır indeksli ” mühitdir. Bu, əsasən akustik dalğa uzunluğunun sonsuz dərəcədə uzanmasına səbəb olur və bu da demək olar ki, mükəmməl siqnal ötürülməsinə imkan verir.

Mühəndislik xəyal tunelləri

Bu effektdən istifadə etmək üçün Xunun komandası 3D çap olunmuş vahid hüceyrələrdən ibarət 2D massiv hazırladı. Onların hər birində hava axınını yavaşladan və kompakt bir struktur daxilində sıfır indeks effektini əldə etməyə imkan verən mürəkkəb spiral kanallarla birləşdirilmiş iki hava boşluğu var idi. Bu elementlərin həndəsəsini tənzimləməklə, onlar eyni zamanda metamaterialı açıq havaya impedansla uyğunlaşdırmaq üçün hazırladılar ki, xarici dalğalar heç bir əks etdirici sərhəd yaşamasın.

2,8 kHz işləmə tezliyində aparılan təcrübələrdə tədqiqatçılar xəyal tunel effektinin hər iki aspektini nümayiş etdirdilər. Tunelin ağzına səs yeritdikdə, o, kanal sərhədləri daxilində sıx şəkildə qalaraq, demək olar ki, mükəmməl dəqiqliklə keçdi. Lakin onlar strukturun yan tərəfinə ayrı bir səs dalğası yönəltdikdə, o, sanki tunel orada belə deyilmiş kimi düz keçdi və digər tərəfdə təhrif olunmadan ortaya çıxdı.

Əlavə təkmilləşdirmələrlə Xu komandası indi ümid edir ki, onların yanaşması siqnal çarpazlığının idarə olunmasının davamlı mühəndislik başağrısı olduğu sonar massivlərinin və akustik dövrələrin dizaynını dəyişdirə bilər. Bu hallarda, eyni zamanda mükəmməl bir bələdçi və mükəmməl bir xəyal olan bir kanal güclü bir vasitə olardı. Akustikadan başqa, komanda əsas prinsiplərin elektromaqnit və hətta elektron sistemlər də daxil olmaqla digər dalğa hadisələrinə də keçə biləcəyini proqnozlaşdırır.

Müəllifimiz Sam Jarman tərəfindən sizin üçün yazılmış, Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Egan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi düşünün (xüsusilə aylıq). Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Nəşr detalları

Çanqsinq Xu və digərləri, Simmetriya ilə Qorunan Akustik “Xəyalət Tunelləri”, Fiziki İcmal Məktubları (2026). DOI: 10.1103/9y6g-42nm

Jurnal məlumatları: Fiziki icmal məktubları