Próżnia oznacza ciszę. I tak właściwie jest to prawda: fale dźwiękowe nie roznoszą się w próżni, ponieważ potrzebują one stosownego ośrodka. A w tym wypadku żadnego ośrodka nie ma – tym jest właśnie próżnia, choć niektóre dźwięki z kosmosu możemy usłyszeć. Okazuje się jednak, że jest możliwe przesłanie dźwięku przez próżnię, chociaż wymaga to bardzo specyficznych warunków.
Dźwięk może przejść przez próżnię
Za tym odkryciem stoją naukowcy z Uniwersytetu Jyväskylä w Finlandii. Fizycy Zhuoran Geng i Ilari Maasilta udowodnili, że w pewnych specyficznych warunkach dźwięk może być efektywnie przenoszony przez próżnię, chociaż oczywiście nie wybrzmiewa on w samej próżni. Jest to możliwe na drodze zjawiska, które jest określane jako tunelowaniem dźwięku przez próżnię. Jest to jednak bardziej zjawisko elektryczne, niż akustyczne – co ma sens, ponieważ pola elektryczne mogą istnieć w próżni.
Co jednak fala akustyczna ma wspólnego z polem elektrycznym? Tutaj przechodzimy do specyficznych warunków. Otóż tak naprawdę są tylko dwa. Po pierwsze próżnia musi występować pomiędzy dwoma piezoelektrykami. Są to dość wyjątkowe materiały, które na skutek zmiany swojej struktury np. Na drodze energii mechanicznej generują energię elektryczną. Efekt piezoelektryczny działa także w drugą stronę i możliwe jest uzyskanie ruchu za pomocą energii elektrycznej.
Kolejnym warunkiem jest to, że efekt ten działa tylko wtedy, kiedy odległość pomiędzy piezoelektrykami jest niższa, niż długość fali dźwiękowej. Nie ma jednak żadnych ograniczeń jeśli chodzi o samą częstotliwość dźwięku – zasada ta sprawdza się w przypadku częstotliwości od pojedynczych Hz, po GHz. Rzecz jasna razem ze wzrostem częstotliwości długość fali się skraca, więc odległość między okładzinami także powinna być mniejsza.
Zobacz też: Kolejny Polak pojawi się w kosmosie.
Efekt tego działania jest taki, że materiał piezo pod wpływem dźwięku drga, wywołując zmienne pole elektryczne, a drugi, po drugiej stronie próżni odbiera to zmienne pole i sam zaczyna drgać, generując przy tym dźwięk.
Źródło: Urania.edu, YouTube