Las ondas de agua, luz y sonido normalmente se propagan en todas direcciones
Los científicos han conseguido obligar a las ondas sonoras a viajar en una sola dirección
Este concepto es un resultado importante que puede transferirse a otros sistemas
Soraia Ferreira
10 de septiembre de 2024
Xin Zou
En el experimento ETH, las autooscilaciones (azul-rojo) hacen que las ondas sonoras (verde, naranja, violeta) viajen a través del circulador en una sola dirección.
Un equipo de investigadores de ETH Zurich logró hacer que las ondas sonoras viajaran en una sola dirección, al contrario de lo que ocurre normalmente. El método podrá utilizarse en el futuro en aplicaciones técnicas con ondas electromagnéticas.
Las ondas de agua, luz y sonido normalmente se propagan en todas direcciones. Entonces, cuando hablamos con alguien que está a cierta distancia de nosotros, esa persona puede escucharnos tan bien como nosotros.
Esto es útil en una conversación, pero en algunas aplicaciones técnicas es preferible que las ondas solo puedan viajar en una dirección, por ejemplo, para evitar reflejos no deseados de luz o microondas.
Un equipo de investigadores de ETH Zurich ha logrado crear un método para evitar que las ondas sonoras viajen hacia atrás sin deteriorar su propagación hacia adelante.
Según Phys.org , la base de esta vía unidireccional son las autooscilaciones , en las que un sistema dinámico repite periódicamente su comportamiento.
En un nuevo estudio , publicado el mes pasado en Nature Communications , los investigadores utilizaron oscilaciones aeroacústicas para permitir que las ondas sonoras pasaran en una sola dirección y sin pérdidas a través de un circulador .
En este método, la atenuación de las ondas sonoras se compensa mediante autooscilaciones en el circulador que se sincronizan con las ondas entrantes, permitiéndoles ganar energía a partir de estas oscilaciones.
"A diferencia de los silbatos normales, en los que el sonido se crea mediante una onda estacionaria en la cavidad, este nuevo silbido es el resultado de una onda giratoria", afirma el primer autor del estudio, Tiemo Pedergnana .
Además, investigaron la mecánica de fluidos del silbato de onda giratorio y luego agregaron tres guías de ondas acústicas, dispuestas en forma triangular a lo largo del extremo del circulador.
Las ondas sonoras introducidas a través de la primera guía de ondas pueden salir del circulador desde la segunda guía de ondas. Sin embargo, una onda que entra por la segunda guía de ondas no puede salir “a la inversa” por la primera guía de ondas, pero sí por la tercera.
En este estudio, los científicos enviaron una onda sonora con una frecuencia de aproximadamente 800 Hertz a través de la primera guía de ondas y midieron su transmisión a la segunda y tercera guía de ondas.
La onda sonora no llegó a la tercera guía de ondas. A su vez, de la segunda guía de ondas (en la dirección “hacia adelante”) surgió una onda sonora incluso más fuerte que la enviada originalmente.
Este concepto es un resultado importante que puede transferirse a otros sistemas. Las microondas en los sistemas de radar se pueden guiar mejor y se pueden realizar circuitos topológicos con los que se pueden enviar señales a futuros sistemas de comunicación.
Soraia Ferreira, ZAP //
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