Pengaruh medan magnet terhadap elektron memiliki pengaruh yang luas. Ini dapat menyebabkan banyak fenomena unik dalam material. Untuk banyak aplikasi, akan berguna jika hal yang sama dicapai untuk getaran dan gelombang suara. Para ilmuwan telah lama ingin melihat apakah efek serupa dari medan magnet pada elektron dapat dicapai pada suara yang tidak bermuatan.

Dalam sebuah studi baru, para ilmuwan dari AMOLF menggunakan jaringan nanostring getaran yang dikendalikan cahaya untuk mengontrol aliran suara. Mereka mampu membuat Gelombang suara bergerak dalam arah yang pasti dan tidak dapat diubah Gelombang dilemahkan atau diperkuat secara terkendali untuk pertama kalinya. Hal ini menyebabkan efek laser pada suara.

Anehnya, para ilmuwan telah menemukan mekanisme baru yang disebut “fase geometris”. Mekanisme ini memungkinkan mereka untuk mengontrol dan mengirimkan suara dalam sistem yang dianggap mustahil.

Pemimpin kelompok Ewald Verhagen berkata, “Ini membuka jalan ke jenis bahan (deskriptif) baru dengan sifat yang belum kita ketahui dari bahan yang ada.”

Medan magnet suara

Karena tidak ada biaya untuk getaran mekanis, mereka tidak merespons Medan magnet. Tapi sensitif terhadap tekanan radiasi cahaya.

Para ilmuwan kemudian menggunakan sinar laser untuk mempengaruhi resonator nanomekanis.

Verhagen berkata, “Kami sekarang telah menunjukkan bahwa jika kami membuat jaringan nanostring multivibrasi, kami dapat melihat berbagai pola getaran yang tidak konvensional dengan menyinari string dengan sinar laser. Misalnya, kami telah mampu membuat partikel suara (fonon) bergerak dalam satu arah dalam satu arah. dengan cara yang sama seperti mereka bergerak dalam satu arah Efek Aula Kuantum. “

Para ilmuwan juga menyadari bahwa tekanan radiasi juga dapat digunakan untuk mengontrol amplifikasi dan redaman suara.

Verhagen berkata, “Amplifikasi atau atenuasi seperti itu tidak mungkin bagi elektron dalam medan magnet.”

Para ilmuwan adalah yang pertama melakukan eksperimen di mana cahaya yang mendorong memperkuat gelombang suara sambil juga memastikan bahwa mereka dikenai efek seperti medan magnet.

Verhagen Dia berkataDan Kami menemukan bahwa amplifikasi dan pemutusan simetri pembalikan waktu menyebabkan sejumlah efek fisik baru dan tak terduga. Pertama-tama, sinar laser menentukan arah penguatan suara. Di arah lain, suara diblokir. Hal ini disebabkan oleh fase geometris: besaran yang menunjukkan seberapa besar gelombang suara ditransformasikan saat melewati jaringan nanostring, yang dalam hal ini disebabkan oleh tekanan radiasi. “

“Eksperimen kami memungkinkan kami untuk sepenuhnya mengontrol dan memodifikasi tahap geometris itu. Selain itu, kami menggunakan tekanan radiasi sinar laser untuk memperkuat suara. Suara ini dapat berosilasi secara otomatis, seperti cahaya dalam laser. Kami menemukan bahwa tahap geometris yang kita terapkan menentukan apakah itu akan terjadi atau tidak. Dan dengan kekuatan apa yang harus diperkuat.”

Kami menemukan bahwa fase rekayasa baru dapat dicapai dalam sistem yang tidak memungkinkan. Dalam semua fase ini mempengaruhi amplifikasi, arah dan nada gelombang suara.

Fase geometris penting dalam banyak cabang fisika, karena fase tersebut menggambarkan perilaku sistem dan material yang berbeda. Ketika dikombinasikan dengan medan magnet, dapat menghasilkan isolator topologi elektron, tetapi mendefinisikan properti dari variabel “suara” berdasarkan prinsip yang ditemukan adalah sesuatu yang masih perlu kita pelajari. Namun, kami tahu ini tidak akan sama dengan apa pun yang kami ketahui.”

“Kami dapat menyelidiki lebih lanjut efeknya dengan melampirkan lebih banyak rantai nano dalam ‘bahan super’ sonik yang kami kendalikan dengan cahaya. Tetapi efek yang kami amati harus berlaku untuk berbagai gelombang tanpa muatan, termasuk cahaya, gelombang mikro, dan atom dingin. , dll. Kami berharap bahwa melalui mekanisme baru yang kami temukan, dimungkinkan untuk menghasilkan bahan (deskriptif) baru dengan sifat yang belum kami ketahui dari bahan yang ada.”

“Bahan dan sistem tersebut memiliki sifat tidak biasa yang mungkin memiliki aplikasi yang berguna. Masih terlalu dini untuk memberikan gambaran lengkap tentang kemungkinan. Namun, kami sudah dapat mengidentifikasi beberapa tren potensial. Misalnya, penguat searah untuk gelombang dapat memiliki aplikasi yang berguna. dalam komunikasi kuantum Kami juga dapat membuat sensor jauh lebih sensitif dengan melanggar simetri refleksi waktu. “

Referensi jurnal:

1. Javier del Pino, Jesse J. Slim, Ewald Verhagen, Akustik kiral non-hermetik melalui stres yang diinduksi secara mekanis, Alam, 2 Juni (2022). DOI: 10.1038 / s41586-022-04609-0