O som pode se mover pelo vcuo

Mecnica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 10/08/2023

Som transmitido pelo vcuo

H trs anos, um experimento mudou para sempre os livros didticos ao mostrar que o calor pode se mover pelo vcuo, atualizando um saber cientfico secular.

Agora, outra equipe est exigindo uma nova reviso dos livros de fsica ao demonstrar que o som tambm pode ser transmitido atravs do vcuo.

Zhuoran Geng e Ilari Maasilta, da Universidade de Jyvaskyla, na Finlndia, demonstraram que, nas condies adequadas, uma onda sonora pode pular – ou “tunelar” – diretamente atravs de um vcuo, saltando entre dois slidos.

O efeito pode ser particularmente forte em condies mais precisas, mas ele vai aparecer, mesmo fraco, bastando que os materiais slidos utilizados sejam piezoeltricos.

Nesses materiais, as vibraes (ondas sonoras, representadas pelos fnons) tambm produzem uma resposta eltrica e, como um campo eltrico pode existir no vcuo, ele pode carregar com ele as ondas sonoras, servindo como uma espcie de onda portadora.

“Ondas acsticas (fnons acsticos) so deformaes ou vibraes que se propagam atravs de um meio material. Desta forma, elas no existem no vcuo, levando concluso inicial de que impossvel para o vcuo transmitir a energia de uma onda acstica entre dois meios separados. No entanto, na escala atmica, as vibraes dos ncleos [atmicos] podem se propagar por meio de suas interaes eltricas atravs do vcuo,” explicaram os pesquisadores.

Tunelamento de fnons

Um material piezoeltrico gera um pulso eltrico quando recebe um impacto mecnico ou vice-versa. Assim, uma onda mecnica viajando atravs desse material leva consigo campos eltricos to fortes que tornaram os piezoeltricos teis em inmeras aplicaes, como acendedores de foges, por exemplo.

O que os pesquisadores demonstraram agora que, quando a onda mecnica (acstica) chega borda do material, encontrando uma superfcie livre, ela estende um campo eltrico evanescente e decadente (cuja energia decai no espao percorrido) pelo espao livre. Se esse espao for um vcuo, o mecanismo forte o suficiente para fazer o fnon tunelar pelo vcuo, assim como os eltrons tunelam pelos semicondutores nos transistores.

O requisito que o tamanho do espao de vcuo seja menor do que o comprimento de onda da onda sonora. O efeito funcionou no apenas na faixa de frequncias de udio (Hz-kHz), mas tambm nas frequncias de ultrassom (MHz) e hipersom (GHz), bastando ir diminuindo o intervalo de vcuo medida que as frequncias aumentam.

“Na maioria dos casos, o efeito pequeno, mas tambm encontramos situaes em que toda a energia da onda salta no vcuo com 100% de eficincia, sem nenhuma reflexo. Desta forma, o fenmeno pode encontrar aplicaes em componentes microeletromecnicos (MEMS) e no controle de calor,” disse o professor Maasilta.

Outras notcias sobre:

Mais tópicos