Yalen yliopiston tutkijat ovat löytäneet tavan saada ääni kulkemaan vain yhteen suuntaan. Lisäksi tutkijat ovat käyttäneet samaa ideaa ohjaamaan lämmön virtausta vain yhteen suuntaan. Löytö tarjoaa uusia mahdollisuuksia parantaa akustisia resonaattoreita käyttäviä elektronisia laitteita.
- Tämä on kokeilu, jossa teemme yksisuuntaisen reitin ääniaalloille. Meillä on kaksi akustista resonaattoria, joista ensimmäisen ääni voi vuotaa toiseen, mutta ei päinvastoin, toteaa professori Jack Harris.
Harris kertoo, että hänen tiiminsä pystyi saavuttamaan tuloksen "viritysnupilla" - laser-asetuksella - joka voi heikentää tai vahvistaa ääniaaltoa riippuen ääniaallon suunnasta. Koska myös lämpö koostuu enimmäkseen värähtelyistä, he käyttivät samaa ideaa lämmön virtaukseen yhdestä kohteesta toiseen. Tässä onnistuttiin riippumatta siitä, kumpi kohteista oli kylmempi tai kuumempi.
Rochesterin yliopiston ja Rochesterin teknillisen instituutin tutkijat ovat puolestaan hyödyntäneet optisia pinsettejä tavalla, joka voisi luoda uutta näkemystä lasereiden perusominaisuuksiin ja mahdollisesti johtaa parempiin antureihin ja muihin laitteisiin. Tutkijat onnistuivat kehittämään fononilaserin. Se toimii aiemmista saavutuksista poiketen mikroskooppisen atomimaailman ja makroskooppisen arkimaailman välissä eli mesoskooppisesti.
Ratkaisu perustuu tyhjiössä olevien nanopallojen muodostamaan optiseen pinsettiin. Nanohelmien värähtely muodostuu fononeista ja lisäksi helmet saavat osan laservalosta siroamaan.
- Jos teemme sen aivan oikein, voimme aiheuttaa värähtelyn, joka alkaa yhdestä amplitudista ja muuttuu isommaksi ja suuremmaksi. Lopulta tuotamme mekaanista liikettä, joka on analoginen tavallisen optisen laserille, toteaa Rochesterin kvanttioptiikan ja kvanttifysiikan apulaisprofessori Nick Vamivakas.
Vamivakas kertoo, että laboratorio tutkii edelleen mahdollisia käytännön sovelluksia, kuten antureita ja kiihtyvyysmittareita, jotka saattaisivat jalostua uudenlaisesta pinsettirakenteesta. – Olemme samassa tilanteessa kuin silloin, kun laser löydettiin ensimmäisen kerran. Kukaan ei silloin tiennyt, mihin laseria todella käytettäisiin. Tässäkin on nyt kyse demonstraatiosta, Vamivakas hehkuttaa.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 12.4.2019
