تیم معافیت های متقابل در امواج آکوستيک

مهندسین نشان داده اند توانایی شکستن متقابل در امواج صوتی که پیشرفت زمینه ظهور از فضا زمان-متفاوت فرامواد.

در فیزیک به عنوان مثال متقابل نگرانی های الکترومغناطیسی و امواج صوتی. ایده این است که امواج سفر همان راه به عقب به عنوان آنها را به جلو. که خوب است به جز این که امواج موانع روبرو می شوند (آسمان خراش ها, باد مردم) که باعث آنها را به از دست دادن انرژی است.

اما چه می شود اگر شما می تواند که حکومت و هدایت امواج در اطراف آن موانع ؟ و یا یک شی به طور کامل موج در یک جهت خاص? چنین ویژگی می تواند تغییر طراحی و استفاده از الکترونیکی فوتونی و دستگاه های صوتی.

“ما تجربی نشان داده است که آن را ممکن است به شکستن و روابط متقابل در امواج صوتی با خواص مواد است که تغییر به طور همزمان در فضا و زمان می گوید:” این پروژه محقق سرب مصطفی Nouh استادیار دانشکده فنی و مهندسی در دانشگاه بوفالو دانشکده مهندسی و علوم کاربردی.

نویسندگان این مطالعه در نقد و بررسی فیزیکی اعمال می شود در حال M. علی Attarzadeh و جسی Callanan هر دو دانشجو دکتری در Nouh آزمایشگاه.

برای انجام این آزمایش Nouh و دانش آموزان ساخته شده است یک پرتو که متشکل از یک مشترک گرمانرم (اکريلونيتريل بوتادین استایرن یا ABS) نوار مجهز به 20 آلومینیوم رسنترس هر یک به شکل یک مستطیل است.

موتور اجازه می دهد تا مهندسان به برنامه هر یک تشدید کننده گروه بندی می شوند در جفت از چهار به چرخش در زاویه 45 درجه فواصل. برای مثال تشدید کننده است در 0 درجه دوم در 45 درجه سوم در 90 درجه و چهارم در 135 درجه است. گروه بعدی از چهار زیر همان الگوی ،

متقابل موج. (اعتبار: U. بوفالو)
numerous spikes turn into widening V shape opposite flat rings on surface
غیر متقابل موج. (اعتبار: U. بوفالو)

چرخش هر دو تابع از فضا (45 درجه فواصل) و زمان (بين المللي خود را از زاویه ای جهت). از این رو نام فضا زمان-متفاوت فرامواد.

هنگامی که فعال, ریسندگی رسنترس شبیه ماشین های پیستون که چرخش به جای پمپاژ بالا و پایین. آنچه آنها انجام می دهند با این حال در حال تغییر است پرتو را در “خشکی” است که در آن مقاومت به تغییر شکل بودن با اعمال زور.

این ویدیو نشان می دهد که چگونه سیستم کار می کند با جزئیات بیشتر:

قبل از آزمایش پرتو این تیم انجام شبیه سازی های کامپیوتری است که پیش بینی روابط متقابل خواهد استراحت در بسیار سریع تغییرات سفتی. به عبارت دیگر سریع تر رسنترس چرخش بیشتر احتمال دارد آنها می تواند شکستن متقابل است.

بنابراین مهندسین لنگ موتور تا 2000 دور در دقیقه (rpm). برای دیدن اگر این به اندازه کافی سریع مهندسین ارسال ارتعاشات (یک موج صوتی) از طریق پرتو از طریق یک piezolelectric محرک. با استفاده از اسکن لیزری داپلر vibrometer و همچنین به عنوان یک دوربین تصویربرداری حرارتی (برای اطمینان اندکی نوسانات درجه حرارت نبودند موثر بر آزمایش), Nouh و همکاران دریافتند که این الگو در آن موج بازگشت به منشاء آن به طور گسترده ای جدا از اولیه آن دوره است.

“این شواهد از موج اقدام در غیر متقابل شیوه ای می گوید:” Callanan.

در یکی دیگر از تست با رسنترس در حال چرخش تنها در 100 rpm پرتو سفتی به سختی budged. Nouh و دانش آموزان دریافتند که موج بازگشت به آن نقطه مبدا همان راه آن را به سمت چپ نشان می دهد که رابطه متقابل بود نه شکسته.

“این آزمایش نه تنها نشان دادن توانایی ما برای شکستن متقابل امواج آکوستيک اما تایید فرضیه ما که چنین شکستگی مشروط است به سرعت از سفتی و بم صدا از طریق چرخش عمل می گوید:” Attarzadeh.

توانایی دستکاری امواج در این شیوه برای اولین بار در نوع خود اثبات مفهوم است که بسیاری ممکن است با استفاده از. برای مثال شما می توانید به ساخت یک دیوار که اجازه می دهد تا صدا را از خود عبور به راحتی در یک جهت و نه در راه مخالف. آن می تواند به بهبود چگونه خودروهای برقراری ارتباط با یکدیگر. آن می تواند به افزایش وضوح تصویربرداری پزشکی از طریق سونوگرافی, که به طور معمول دچار محدودیت به نام “انعکاس آثار” است که می تواند پزشکان را به اشتباه تفسیر تصاویر.

اما Nouh هشدار آزمایشگاه دستاورد آماده است برای تجاری سازی نشده است. برای مثال پرتو این تیم ساخته شده است بزرگ است و نیاز به مقیاس پایین به احتمال زیاد از طریق چاپ 3D و یا دیگر nanofabrication ابزار. همچنین مواد این تیم با استفاده از حرارت بیش از حد به سرعت. برای غلبه بر این پیشرفته تر و گران تر مواد به احتمال زیاد مورد نیاز است.

بنیاد ملی علوم این دانشگاه در بوفالو ایالت نیویورک مرکز تعالی در مواد انفورماتیک و لرزش موسسه علمی گرانت برنامه کار پشتیبانی می کند.

منبع: دانشگاه بوفالو

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.netshrtco.detny.im