Na imagem, uma membrana flexível (quadrado cinza) serve como um ressonador acústico, colocado entre dois espelhos. Quando a luz do laser fica presa entre os espelhos, passa repetidamente pela membrana. A força exercida pela luz laser é usada para controlar as vibrações da membrana. Crédito:Harris Lab / Yale University
Imagine ser capaz de ouvir pessoas sussurrando na sala ao lado, enquanto a festa barulhenta em seu próprio quarto é inaudível para os sussurros. Os pesquisadores de Yale descobriram uma maneira de fazer exatamente isso - fazer o som fluir em uma direção - dentro de uma tecnologia fundamental encontrada em tudo, desde telefones celulares a detectores de ondas gravitacionais.
O que mais, os pesquisadores usaram a mesma ideia para controlar o fluxo de calor em uma direção. A descoberta oferece novas possibilidades para aprimorar dispositivos eletrônicos que usam ressonadores acústicos.
As evidências, do laboratório de Jack Harris de Yale, são publicados na edição online de 4 de abril da revista Natureza .
"Este é um experimento em que criamos uma rota unilateral para as ondas sonoras, "disse Harris, um professor de física de Yale e o principal investigador do estudo. "Especificamente, temos dois ressonadores acústicos. O som armazenado no primeiro ressonador pode vazar para o segundo, mas não vice-versa. "
Harris disse que sua equipe conseguiu o resultado com um "botão de ajuste" - uma configuração de laser, na verdade, isso pode enfraquecer ou fortalecer uma onda sonora, dependendo da direção da onda sonora.
Em seguida, os pesquisadores levaram seu experimento a um nível diferente. Como o calor consiste principalmente em vibrações, eles aplicaram as mesmas idéias ao fluxo de calor de um objeto para outro.
"Usando nosso truque de som unilateral, podemos fazer o calor fluir do ponto A ao ponto B, ou de B para A, independentemente de qual é mais frio ou mais quente, "Harris disse." Isso seria como jogar um cubo de gelo em um copo de água quente e deixar os cubos de gelo cada vez mais frios enquanto a água ao redor deles fica cada vez mais quente. Então, alterando uma única configuração em nosso laser, o calor é feito para fluir da maneira usual, e os cubos de gelo aquecem e derretem gradualmente enquanto a água líquida esfria um pouco. Embora em nossos experimentos não sejam cubos de gelo e água que estão trocando calor, mas sim dois ressonadores acústicos. "
Embora alguns dos exemplos mais básicos de ressonadores acústicos sejam encontrados em instrumentos musicais ou mesmo em tubos de escape de automóveis, eles também são encontrados em uma variedade de eletrônicos. Eles são usados como sensores, filtros, e transdutores por causa de sua compatibilidade com uma ampla gama de materiais, frequências, e processos de fabricação.
O primeiro autor do estudo é o ex-associado de pós-doutorado de Yale, Haitan Xu. Os co-autores do estudo são Luyao Jiang e A.A. Escriturário da Universidade de Chicago.