Японские учёные открыли новое акустическое явление, которое может улучшить связь на мобильных устройствах

В совместной исследовательской работе, выполненной учёными из Института исследования материалов Университета Тохоку, Японского агентства по атомной энергии и Центра изучения материи RIKEN, было выявлено уникальное явление в распространении акустических волн. Согласно статье в журнале Physical Review Letters, это открытие сулит новые возможности в развитии технологий связи.

Поверхностные акустические волны, являясь упругими колебаниями, которые распространяются по поверхности материалов так же, как рябь на воде, имеют важное значение в современных коммуникационных системах. Они выступают в роли ключевых компонентов частотных фильтров, используемых в устройствах повседневного пользования, например, в мобильных телефонах. Эти приборы преобразуют электрические сигналы в вибрации через пьезоэлектрический эффект, обеспечивая тем самым эффективную обработку сигналов.

В ходе эксперимента учёные применили передовые методы нанотехнологий для создания периодического массива наномагнитных материалов. Этот массив можно воспринимать как специализированную сетку, через которую проходят волны. К их удивлению, вместо обычной симметричной дифракционной картины они зафиксировали совершенно новое, асимметричное явление дифракции, названное «нереципрокной дифракцией».

«Ранее это явление фиксировалось исключительно в области оптики, поэтому мы чрезвычайно рады подтвердить его присутствие в других волновых процессах», – говорит Ёити Нии, один из исследователей проекта.

В результате теоретического анализа исследовательская группа выяснила, что асимметричное поведение обусловлено уникальным взаимодействием между ПАВ и магнитными материалами, особенно в контексте их углового момента. Это открытие создаёт предпосылки для точного контроля распространения поверхностных акустических волн с использованием магнитных полей, что в свою очередь приведёт к созданию акустических устройств, которые поспособствуют развитию как традиционных, так и квантовых коммуникационных технологий.

Источник: iXBT