柔性薄膜(灰色正方形物體)作爲聲學諧振器置於兩個鏡子之間。當激光“被困”於鏡子之間時,它會反覆穿過薄膜。激光施加的力可用於控制薄膜的振動。

  你能聽到別人在隔壁房間的竊竊私語,而對方卻聽不見你所在房間裏的喧鬧派對聲。這個看似不可思議的事情卻已經由美國耶魯大學(Yale University)的研究人員實現了。sciencedaily.com網站4月3日報道,耶魯大學Jack Harris在《自然》雜誌發文稱,他們開發的新技術可以使聲音只向一個方向傳播。該技術的應用前景十分廣泛,不論是手機還是引力波探測器,它都能有用武之地。更重要的是,研究人員使用該技術控制了熱量的單向流動,這對增強基於聲學諧振器的電子設備有重要意義。

  耶魯大學物理學教授、研究首席Harris說:“在這個項目中,我們爲聲波創造了一條‘單行道’。具體來說,我們設置了兩個聲學諧振器。存儲在第一個諧振器中的聲音可以傳到第二個諧振器中,反過來卻不行。”Harris等利用基於激光裝置的“調諧旋鈕”實現了這一目標。根據傳播方向,旋鈕可以減弱或增強聲波。隨後,研究人員將實驗提升到另一個水平。因爲熱量主要由振動構成,所以他們將“聲波單行道”的思路應用到了熱量流動控制。

  Harris補充說:“通過‘單行道’技術,我們可以控制熱量的流向,而不必考慮熱量流動起點和終點的溫度。這就像將冰塊投入一杯熱水中,冰塊溫度變得越來越低,而水的溫度卻越來越高。通過改變激光旋鈕設置,熱量轉而以正常方式流動,冰塊就逐漸融化了。在我們的實驗中,交換熱量的並非冰塊和水,而是兩個聲學諧振器。”

  基本的聲學諧振器在樂器和汽車排氣管中很常見。由於其材料和製造過程的兼容性,它們也常被用於傳感器和過濾器等設備的製造。Harris等的新技術有望在未來“大顯身手”。

  科界原創

  編譯:雷鑫宇

  審稿:三水

  責編:南熙

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