Gli scienziati di Yale hanno dimostrato come aumentare la durata delle onde sonore che viaggiano attraverso il vetro, il materiale al centro delle tecnologie in fibra ottica. La scoperta sarà descritta nell'edizione di gennaio della rivista Materiali della natura .

L'esperienza quotidiana ci dice che il vetro (silice) è altamente trasparente. Infatti, la silice è uno dei materiali più trasparenti sulla terra. La luce può propagarsi per decine di chilometri nella silice prima di subire un apprezzabile indebolimento. Questa trasparenza, combinato con la formabilità del vetro e il basso costo, Ecco perché il vetro è utilizzato in così tante delle tecnologie in fibra ottica che plasmano l'era dell'informazione.

Eppure la silice ha anche un lato misterioso. A temperatura ambiente, la silice è un ottimo materiale acustico. Puoi dimostrarlo picchiettando un bicchiere di vino con una forchetta e ascoltandolo suonare per diversi secondi. Però, in netto contrasto con la maggior parte dei materiali, questa risonanza viene rapidamente smorzata quando il vetro viene raffreddato a temperature criogeniche.

Queste peculiari proprietà acustiche sono al centro di antichi misteri della fisica del vetro. Negli anni '60 gli scienziati hanno scoperto molte proprietà sconcertanti del vetro:conduceva il calore in modo molto meno efficiente del previsto, e si è riscaldato molto più lentamente del previsto. Queste scoperte sconcertanti sono state infine spiegate da assorbitori localizzati all'interno del vetro che interagiscono con le onde sonore nello stesso modo in cui gli atomi interagiscono con la luce. Ad oggi però, la vera natura di questi "atomi acustici" non è completamente compresa.

Inoltre, l'assorbimento da parte di questi "atomi acustici" ha un'altra conseguenza che incuriosisce gli scienziati. A basse temperature l'ampiezza di un'onda sonora influisce sulla durata del suono. In parole povere, questo significa che puoi far suonare più a lungo il tuo bicchiere di vino accendendo lo stereo, che fa vibrare il vetro a frequenze completamente diverse. Inoltre, la durata dello squillo aumenta all'aumentare del volume stereo.

Gli scienziati di Yale hanno utilizzato questo concetto per controllare la durata del suono all'interno del vetro. Illuminando la luce laser nelle guide d'onda in fibra ottica di vetro, sono stati in grado di sondare e generare onde acustiche nel nucleo della fibra. Generando un'onda acustica intensa a una frequenza (cioè "accendendo lo stereo") e sondando un'altra ("taccando un bicchiere di vino"), i ricercatori sono stati in grado di prolungare la durata di un'onda sonora.

I ricercatori hanno affermato che, poiché il vetro è la spina dorsale di una serie di tecnologie all'avanguardia, i risultati aprono la possibilità di nuove forme di rilevamento ad alta precisione e di elaborazione delle informazioni.

"Il nostro lavoro fa un passo importante verso la dinamica del suono ingegnerizzata in vetro, " ha detto Peter Rakich, assistente professore di fisica applicata e fisica a Yale e ricercatore principale dello studio.