TEHNOLOGIJA I ZNANOST

Zvučni talasi nalik laserskim zracima

Autor: Jasmina Aleksić

Matrix World

Svi smo čuli za laserske zrake. Koriste se za sve i svašta, počev od lasera – igračaka i pokazivača, preko delova za CD plejere i rezače pa sve do oružja. Laserski zraci predstavljaju talase elektromagnetnog zračenja – svetlosti koji su na poseban način dovedeni u snop koji je koherentan, tj. svi fotoni/talasi imaju istu talasnu dužinu, amplitudu i fazu. Zbog tih osobina laserski zrak je stabilan i ne rasipa se.
Sada su istraživači našli način da isto urade i sa zvučnim talasima. Ovaj uredjaj su nazvali fejzer. Naziv nije posebno pogodan jer, osim što asocira na oružje iz Zvezdanih staza, ima bar još 5 značenja.

Frekvencije zvuka koji proizvodi "zvučni fazor" ili "zvučni laser."

Frekvencije zvuka koji proizvodi “zvučni fazor” ili “zvučni laser.”

Istraživači iz NTT Basic Laboratories u Japanu su uređaj nazvali fejzer zbog toga što koristi fonone – talase/čestice kojima je potreban medijum kroz koji bi se kretali (gas, tečnost, čvrsto telo). Fonon nije čestica u strogom smislu reči, to je zapravo kvazi-čestica / kvant energije nekog elastičnog talasa koji je analogan fotonu.
Da bi stvorili zrak, iskoristili su malecni bubanj sa samo nekoliko nanometara u prečniku koji su stavili unutar rezonantne šupljine. Vibracije membrane bubnja prenose energiju šupljini koja rezoniranjem (pošto bubanj i šupljina osciluju istom frekvencom) povećava amplitudu zvučnog talasa i stvara fonone. Ako se rezonator prisloni na neki čvrst materijal, vibracije putuju kroz njega u vidu uskog talasa. Ovaj uski talas upravo predstavlja “zvučni laser”. Kako svi talasi idu u korak jedan sa drugim, putovaće po pravoj liniji i neće se rasipati.
Za sada je uređaj ograničen na oko 1cm širine i ne može ispaljivati zrake daleko poput onih iz naučno-fantastičnih filmova upravo zbog toga što mu je potrebna određena sredina kroz koju fononi mogu da se kreću.

Primena ovih uređaja je još uvek u povoju, ali postoje ideje da se iskoristi za bolju rezoluciju ultrazvučnih aparata, umesto kvarcnih kristala u satovima (zrak fonona može lako da se prevede u električni signal), kao zvučni meci koji bi razbijali ćelije raka itd. Upotrebljivost je ograničena intenzitetom ovakvog talasa, tako da nalaženjem načina za povećanje intenziteta, povečaće se i mogućnosti ovakvog uređaja.

Reference:

Viewpoint: Lasers of Pure Sound

Pew Pew! Scientists Build Lasers Out of Sound, Call Them Phasers

Sound Waves Focused Into Laserlike Beam