پژوهشگران برای نخستین بار مشاهده کردند که امواج آکوستیکی سطحی (SAWs) در تعامل با مواد مغناطیسی نانومقیاس، الگوی پراش نامتقارن از خود نشان می‌دهند؛ پدیده‌ای که پیش‌تر فقط در علم اپتیک شناخته شده بود.

به گزارش ساینس دیلی، این کشف راه را برای توسعه فناوری‌های جدید در حوزه ارتباطات کلاسیک و کوانتومی هموار می‌کند.

تحولی بی‌سابقه در انتشار امواج آکوستیکی

به گزارش گروهی از محققان مؤسسه تحقیقات مواد دانشگاه توهوکو، آژانس انرژی اتمی ژاپن و مرکز علوم مواد نوظهور RIKEN، امواج آکوستیکی سطحی که مانند امواج آب روی سطح مواد منتشر می‌شوند، نقش کلیدی در فناوری‌های مخابراتی مدرن دارند. این امواج به‌ویژه در فیلتر‌های فرکانسی تلفن‌های همراه برای تبدیل سیگنال‌های الکتریکی به ارتعاشات از طریق اثر پیزوالکتریک مورد استفاده قرار می‌گیرند. درک عمیق‌تر از این امواج می‌تواند پیشرفت چشمگیری در سیستم‌های ارتباطی آینده ایجاد کند.

مشاهده یک رفتار غیرمنتظره در آزمایشگاه

پژوهشگران با استفاده از روش‌های پیشرفته نانوساخت، آرایه‌ای از مواد مغناطیسی نانومقیاس را طراحی کردند که به‌عنوان یک توری ویژه برای عبور امواج آکوستیکی عمل می‌کرد. انتظار می‌رفت این امواج پس از عبور از این ساختار، الگوی پراش متقارن معمول خود را حفظ کنند، اما در کمال شگفتی، تیم تحقیقاتی مشاهده کرد که پراش به‌صورت نامتقارن رخ داده است.

این پدیده که با عنوان "پراش نامتقارن غیرمتقابل" شناخته می‌شود، پیش‌تر فقط در علم نورشناسی دیده شده بود. یویچی نی، از پژوهشگران این مطالعه، دراین‌باره گفت: «این نخستین بار است که چنین رفتاری را در امواج آکوستیکی مشاهده می‌کنیم. ما بسیار هیجان‌زده‌ایم که این ویژگی به سایر انواع امواج نیز تعمیم می‌یابد.»

تجزیه‌و‌تحلیل‌های نظری نشان داد که این رفتار نامتقارن ناشی از تعامل ویژه بین امواج آکوستیکی سطحی و مواد مغناطیسی است. این تعامل به تکانه زاویه‌ای امواج مربوط می‌شود و می‌تواند به‌طور بالقوه برای کنترل مسیر انتشار آنها مورد استفاده قرار گیرد.

دگرگونی در فناوری‌های ارتباطی آینده

بر اساس این یافته‌ها، امکان کنترل دقیق مسیر حرکت امواج آکوستیکی سطحی با استفاده از میدان‌های مغناطیسی فراهم می‌شود. این قابلیت می‌تواند زمینه‌ساز توسعه دستگاه‌های آکوستیکی پیشرفته‌ای شود که در فناوری‌های ارتباطی کلاسیک و کوانتومی نقش مهمی ایفا کنند.

کشف ویژگی‌های جدید امواج آکوستیکی سطحی، گامی مهم در مسیر طراحی سیستم‌های مخابراتی نسل آینده خواهد بود.

نتایج این مطالعه در مجله معتبر Physical Review Letters منتشر شده است.

انتهای پیام/