Фізики створили акустичний діод

Фізики створили акустичний діод - пристрій, здатний пропускати акустичні хвилі тільки в одному напрямі. Діод був реалізований поки тільки в теорії - практичних випробувань дослідники не проводили. Стаття фізиків з'явиться в журналі Physical Review Letters, а її короткий виклад наводить видання Physical Review Focus.
Передбачається, що новий пристрій складатиметься з двох шарів. Перший є так званим "акустично нелінійним" матеріалом. Розповсюджуючись, звукова хвиля створює перепади тиску, а в подібному матеріалі розподіл тиску визначає швидкість розповсюдження звукових хвиль. Проходячи через "акустично нелінійний" матеріал, хвиля створює так звані вторинні коливання, серед яких є хвилі з подвійною відносно початкової частотою. Другий шар в діоді, в свою чергу, виконаний з матеріалу, який дозволяє проходити тільки цим самим хвилям з подвоєною частотою.
Схема роботи пристрою наступна. Хвилі, що випускаються джерелом, спочатку потрапляють в "акустично нелінійне" середовище, внаслідок чого виникають вторинні коливання з подвоєною частотою. Всі окрім останніх блокуються шаром, що фільтрує. З другого боку хвилі, що йдуть до джерела (тобто у зворотному напрямі) також затримуються фільтром. Підбираючи параметри матеріалів особливим чином, фізики добилися того, що кількість енергії, що переноситься в напрямі від джерела, приблизно в 100 тисяч раз перевершує кількість енергії, що повертається до джерела.
У нового пристрою є кілька основних недоліків. По-перше, воно працює тільки для достатньо вузького діапазону частот. По-друге, частота на виході пристрою в два рази відрізняється від частоти на вході. По-третє, хвилі з подвоєною частотою можуть проходити як в прямому, так і в зворотному напрямі. Нарешті, останній недолік - відсутність практичних випробувань нової концепції.
За словами дослідників, подібні пристрої будуть украй затребувані. Наприклад, в медицині використовуються ультразвукові апарати. При цьому саме джерело ультразвука в подібному пристрої виявляється незахищеним від хвиль, що повертаються і які здатні вносити перешкоди в його роботу. Наявність пристрою з односторонньою проникною здатністю дозволить вирішити цю проблему.

Источник: Хрещатик - Київська мунiципальна газета | Прочитать на источнике