Ein Filmklassiker wurde einst mit dem Slogan „Im Weltraum hört dich niemand schreien!“ beworben. Die Physiker Zhuroan Geng und Ilari Maasilta vom Nanoscience Center an der University of Jyväskylä (Finnland), haben im Gegensatz dazu demonstriert, dass Schall unter bestimmten Bedingungen durch eine Vakuumregion hindurch übertragen werden kann.
In einer kürzlich veröffentlichten Studie zeigen sie, dass eine Schallwelle in manchen Fällen eine Vakuumlücke zwischen zwei Festkörpern „durchtunneln“ kann, wenn die betreffenden Materialien piezoelektrisch sind. Bei solchen Materialien produzieren Vibrationen (Schallwellen) auch eine elektrische Reaktion und weil ein elektrisches Feld in einem Vakuum existieren kann, kann es die Schallwellen übertragen. Die Begrenzung besteht darin, dass die Größe der Lücke kleiner sein muss als die Wellenlänge der Schallwelle. Dieser Effekt funktioniert nicht nur im Audiofrequenzbereich (Hertz bis Kilohertz, sondern auch im Ultraschallbereich (Megahertz) und Hyperschallbereich (GigaHertz), solange die Vakuumlücke kleiner ist als die Wellenlänge.
„In den meisten Fällen ist der Effekt gering, aber wir fanden auch Situationen, in denen die volle Energie der Welle das Vakuum mit 100 Prozent Effizienz durchläuft, ohne irgendwo reflektiert zu werden. Deswegen könnte das Phänomen Anwendungen in mikroelektromechanischen Komponenten (beispielsweise in Smartphone-Technologie) und bei der Wärmekontrolle finden“, sagte Professor Ilari Maasilta vom Nanoscience Center at the University of Jyväskylä.
Die Studie mit dem Titel „Complete tunneling of acoustic waves between closely spaced piezoelectric crystals“ wurde von der Academy of Finland und das Horizon-2020-Programm der Europäischen Union finanziert und am 15. Juli 2023 im Journal Nature Communications Physics veröffentlicht.
(THK)
Antworten