Immagina di poter sentire le persone sussurrare nella stanza accanto, mentre la festa rauca nella tua stanza è impercettibile per i sussurri. I ricercatori di Yale hanno trovato un modo per fare proprio questo - far fluire il suono in una direzione - all'interno di una tecnologia fondamentale che si trova in tutto, dai telefoni cellulari ai rilevatori di onde gravitazionali.

Cosa c'è di più, i ricercatori hanno utilizzato la stessa idea per controllare il flusso di calore in una direzione. La scoperta offre nuove possibilità per migliorare i dispositivi elettronici che utilizzano risonatori acustici.

Le scoperte, dal laboratorio di Jack Harris di Yale, sono pubblicati nell'edizione online del 4 aprile della rivista Natura .

"Questo è un esperimento in cui creiamo un percorso a senso unico per le onde sonore, "disse Harris, un professore di fisica di Yale e il ricercatore principale dello studio. "In particolare, abbiamo due risonatori acustici. Il suono memorizzato nel primo risonatore può penetrare nel secondo, ma non viceversa».

Harris ha affermato che il suo team è stato in grado di ottenere il risultato con una "manopola di sintonizzazione", un'impostazione laser, in realtà, che può indebolire o rafforzare un'onda sonora, a seconda della direzione dell'onda sonora.

Quindi i ricercatori hanno portato il loro esperimento a un livello diverso. Poiché il calore consiste principalmente di vibrazioni, applicavano le stesse idee al flusso di calore da un oggetto all'altro.

"Utilizzando il nostro trucco sonoro unidirezionale, possiamo far fluire il calore dal punto A al punto B, o da B ad A, indipendentemente da quale sia più freddo o più caldo, "Ha detto Harris. "Sarebbe come far cadere un cubetto di ghiaccio in un bicchiere di acqua calda e avere i cubetti di ghiaccio sempre più freddi mentre l'acqua intorno a loro diventa sempre più calda. Quindi, cambiando una singola impostazione sul nostro laser, il calore è fatto fluire nel modo consueto, e i cubetti di ghiaccio gradualmente si scaldano e si sciolgono mentre l'acqua liquida si raffredda un po'. Anche se nei nostri esperimenti non sono i cubetti di ghiaccio e l'acqua a scambiare calore, ma piuttosto due risonatori acustici."

Sebbene alcuni degli esempi più elementari di risonatori acustici si trovino negli strumenti musicali o persino nei tubi di scappamento delle automobili, si trovano anche in una varietà di elettronica. Sono usati come sensori, filtri, e trasduttori grazie alla loro compatibilità con un'ampia gamma di materiali, frequenze, e processi di fabbricazione.

Il primo autore dello studio è l'ex associato postdottorato di Yale Haitan Xu. I coautori dello studio sono lo studente laureato di Yale Luyao Jiang e A.A. Cancelliere dell'Università di Chicago.