В поверхностных акустических волнах (ПАВ), взаимодействующих с магнитными материалами, обнаружено новое акустическое явление, характеризующееся невзаимной дифракцией. Открытие, сделанное в ходе экспериментов с периодическими массивами наноразмерных магнитных материалов, может иметь практическое применение в технологиях связи. Японская группа, сделавшая открытие, отметила, что этот тип асимметричной дифракции, который до сих пор наблюдался только в оптике, может использоваться как в классических, так и в квантовых системах связи.
Поверхностные акустические волны — это звуковые волны, распространяющиеся вдоль поверхности эластичного материала. При прохождении этих волн они вызывают смещение частиц в материале на глубину, примерно эквивалентную одной длине волны. По мере того, как они проникают глубже в материал, их влияние уменьшается. Технология поверхностных акустических волн чрезвычайно универсальна и имеет широкий спектр применения благодаря своей точности, чувствительности и надежности.
Эта технология играет центральную роль в современном коммуникационном оборудовании. Например, в частотных фильтрах мобильных телефонов поверхностные акустические волны преобразуют электрические сигналы в колебания за счет пьезоэлектрического эффекта.
Обратите внимание: Новое слово в медицине: калужские попы пошли в красную зону, а губернатор развозит врачей по вызовам..
Такое преобразование необходимо для эффективной обработки сигналов, что подчеркивает важность понимания ПАВ для будущих технологических инноваций.На этой основе ученые из Института исследования материалов при Университете Тохоку провели данное исследование в сотрудничестве с Японским агентством по атомной энергии и Центром исследований новых материалов RIKEN. Их результаты раскрывают новый способ распространения звуковых волн, открытие, которое может найти применение как в классической, так и в квантовой коммуникациях.
К новой форме распространения акустических волн
Чтобы достичь этого неожиданного открытия, исследовательская группа под руководством Ёити Араи использовала самые современные методы нанопроизводства для создания периодических массивов магнитных материалов в наномасштабе. Нанодиапазон, от 1 до 100 нанометров, характеризуется возникновением уникальных химических, физических и биологических свойств.
В этом масштабе материалы демонстрируют определенные явления (включая квантовые явления), которые могут изменять их оптические, электрические и магнитные свойства. Эти свойства делают наноматериалы ценными для многих применений, особенно в материаловедении, а также в промышленности и электронике.
В ходе эксперимента были получены результаты В Physical Review Letters поверхностные акустические волны (ПАВ) распространяются через структурированную магнитную сеть, которая действует как устройство для изменения свойств распространения волны.
Исследователи обнаружили, что вместо ожидаемой симметричной дифракции произошло новое явление — «невзаимная дифракция». Эта асимметричная модель дифракции отличается от традиционной модели и использует новый метод изучения взаимодействия волн с веществом.
«Ранее это явление наблюдалось только в области оптики», — пояснил Араи в пресс-релизе. «Поэтому мы очень рады подтвердить, что оно не ограничивается оптикой, но распространяется и на другие волновые явления», — добавил он.
С помощью теоретического анализа исследовательская группа доказала, что невзаимность дифракции является результатом взаимодействия магнетизма материала и поверхностных акустических волн.
Исследователи полагают, что это открытие в конечном итоге позволит нам более точно контролировать движение поверхностных акустических волн с помощью магнитных полей — подход, который до сих пор оставался в значительной степени неизученным. Изучение этих новых перспектив может привести к изобретению технических акустических устройств, которые могли бы повысить эффективность как традиционных телекоммуникационных систем, так и быстро развивающейся области квантовой связи.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.