Звук может распространяться даже в вакууме

14.08.2023

Финские физики обнаружили, что при определенных условиях звук способен передаваться через идеальный вакуум, противоречащий традиционному пониманию, что звук требует среду для распространения.

Для распространения звука обычно необходима материальная среда, через которую вибрации могут передаваться. На Земле это может быть воздух или вода. Звук возникает из-за вибраций, приводящих атомы и молекулы в движение внутри среды. Эти вибрации передаются от одной частицы к другой и интерпретируются человеческим слухом как звук.

Идеальный вакуум предполагает отсутствие какой-либо материальной среды. В теории, в таких условиях звук не должен распространяться. Однако ученые из Финляндии обнаружили, что так называемый "вакуум" все же может содержать электрические поля, способные вызывать вибрации в пьезоэлектрических кристаллах. Это может стать ключевым фактором для исследования передачи звука в пустом пространстве.

Пьезоэлектрические материалы способны преобразовывать механическую энергию в электрическую и обратно. Применение механического давления к кристаллу создает электрическое поле, а подача электрического поля на кристалл вызывает его деформацию.

Исследование показало, что звуковые вибрации могут вызывать механическое напряжение в пьезоэлектрических кристаллах. С использованием оксида цинка как пьезоэлектрического кристалла, физики установили, что этот кристалл способен преобразовывать механическое напряжение в электрическое поле при определенных условиях.

Путем размещения двух таких кристаллов рядом друг с другом, один из них может преобразовывать электрическую энергию обратно в механическую, позволяя звуковым волнам проникать через вакуум. Этот эффект оказывается наиболее эффективным при определенных частотах и расстояниях между кристаллами, позволяя ультразвуковым волнам "туннелировать" через вакуум.

Это открытие может иметь важные последствия для квантовой информатики и других областей физики. Важно отметить, что хотя в большинстве случаев передача звуковых волн через вакуум оказывается слабой, есть ситуации, когда это происходит с высокой эффективностью и без отражений.

<< Назад: Кольца кальмаров напечатаны на 3D-принтере 14.08.2023

>> Вперед: Долгая работа за компьютером вредит здоровью 13.08.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Обнаружен самый распространенный минерал Земли в космосе 24.10.2023 Космический телескоп "Джеймс Вебб" привнес волнующие новости, обнаружив нанокристаллический кварц (SiO2) в атмосфере экзопланеты WASP-17b, находящейся на расстоянии 1300 световых лет от Земли. Это уникальное явление стало первым случаем обнаружения самого распространенного минерала на Земле в атмосфере экзопланеты, а также первым разгадыванием транзитных особенностей облаков на подобных планетах. WASP-17b, превосходящая по объему Юпитер, обращается вокруг своей звезды-хозяйки за всего 3,7 дня Земли, обеспечивая отличную возможность для транзитного наблюдения. В течение 10 часов телескоп "Вебб" записывал свыше 1275 измерений средней инфракрасной яркости в диапазоне длин волн от 5 мкм до 12 мкм. Результаты анализа спектров выявили удивительную "выпуклость" при длине волны 8,6 мкм, несоответствующую известным облакам, исключая силикаты магния и высокотемпературные аэрозоли. Открытие указывает на возможное присутствие кварцевых облаков в атмосфере WASP-17b. Ученые предполагают, что эти нанокристаллы не поступают из скалистой поверхности, а образуются в высоких слоях атмосферы при высоких температурах и давлении. Это открытие вносит свой вклад в понимание атмосферных процессов на экзопланетах.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025