Yale -forskare har visat hur man kan förlänga livslängden för ljudvågor som reser genom glas - materialet i hjärtat av fiberoptisk teknik. Upptäckten kommer att beskrivas i januariutgåvan av tidskriften Naturmaterial .

Daglig erfarenhet säger att glas (kiseldioxid) är mycket transparent. Faktiskt, kiseldioxid är ett av de mest genomskinliga materialen på jorden. Ljus kan sprida sig tiotals kilometer i kiseldioxid innan det upplever någon märkbar försvagning. Denna transparens, kombinerat med glasets formbarhet och låga kostnad, därför används glas i så många av de fiberoptiska tekniker som formar informationsåldern.

Men kiseldioxid har också en mystisk sida. Vid rumstemperatur, kiseldioxid är ett utmärkt akustiskt material. Du kan demonstrera detta genom att knacka på ett vinglas med en gaffel och lyssna på det ringa i flera sekunder. Dock, i skarp kontrast med de flesta material, denna resonans dämpas snabbt när glaset kyls till kryogena temperaturer.

Dessa säregna akustiska egenskaper är kärnan i mångåriga mysterier inom glasfysik. På 1960 -talet upptäckte forskare många förvirrande egenskaper hos glas:Det ledde värme mycket mindre effektivt än förväntat, och det värmde upp mycket långsammare än väntat. Dessa förvirrande upptäckter förklarades slutligen av lokaliserade absorberare i glas som interagerar med ljudvågor på samma sätt som atomer interagerar med ljus. Men än idag, den sanna naturen hos dessa "akustiska atomer" är inte helt förstådd.

Dessutom, absorption av dessa "akustiska atomer" har en annan konsekvens som fascinerar forskare. Vid låga temperaturer påverkar amplituden för en ljudvåg hur länge den kommer att ringa. På ett ungefär, det betyder att du kan få ditt vinglas att ringa längre genom att slå på stereon, vilket får glaset att vibrera vid helt olika frekvenser. Dessutom, varaktigheten av ringsignalen ökar när stereoljudet skruvas upp.

Yale -forskare har använt detta koncept för att kontrollera ljudets livslängd i glas. Genom att lysa laserljus i fiberoptiska vågledare av glas, de kunde sondera och generera akustiska vågor i fiberkärnan. Genom att generera en intensiv akustisk våg vid en frekvens (dvs. "slå på stereon") och sondera på en annan ("knacka på ett vinglas"), forskarna kunde förlänga livslängden för en ljudvåg.

Forskarna sa att eftersom glas är ryggraden i en rad spetsteknologier, fynden öppnar möjligheten för nya former av högprecisionsavkänning och informationsbehandling.

"Vårt arbete tar ett viktigt steg mot konstruerad ljuddynamik i glas, "sa Peter Rakich, biträdande professor i tillämpad fysik och fysik vid Yale och huvudutredare av studien.