In una ricerca pubblicata in Progressi scientifici , un gruppo guidato da scienziati del RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS) ha utilizzato il principio dell'accoppiamento magneto-rotazione per sopprimere la trasmissione delle onde sonore sulla superficie di un film in una direzione consentendo loro di viaggiare nell'altra. Ciò potrebbe portare allo sviluppo di raddrizzatori acustici, dispositivi che consentono alle onde di propagarsi preferenzialmente in una direzione, con potenziali applicazioni nella tecnologia delle comunicazioni.

I dispositivi noti come raddrizzatori sono estremamente importanti nello sviluppo tecnologico. I più conosciuti sono i diodi elettronici, che vengono utilizzati per convertire la corrente alternata in corrente continua, essenzialmente rendendo possibile l'elettrificazione.

Nello studio attuale, il gruppo ha esaminato il movimento delle onde acustiche superficiali - movimenti del suono come la propagazione dei terremoti sulla superficie della Terra - in una pellicola magnetica. Esiste un'interazione tra le onde acustiche di superficie e le onde di spin, disturbi nei campi magnetici all'interno del materiale che possono muoversi attraverso il materiale.

Le onde acustiche di superficie possono eccitare le onde di spin in due modi. Uno, accoppiamento magneto-elastico, è molto ben documentato. Però, un secondo, accoppiamento magneto-rotazione, fu proposto più di 40 anni fa da Sadamichi Maekawa, uno degli autori del presente studio, ma non è stato verificato sperimentalmente fino ad ora.

Nello studio attuale, gli autori hanno scoperto che i due meccanismi si verificano contemporaneamente, ma con intensità diverse. Hanno scoperto che quando la magnetizzazione del campione magnetico ruota nella stessa direzione delle onde acustiche superficiali, l'energia delle onde acustiche di superficie viene trasferita in modo più efficiente alle onde di spin, aumentando la rotazione della magnetizzazione. Infatti, i ricercatori sono stati in grado di identificare una configurazione di accoppiamento unidirezionale in cui solo l'energia delle onde acustiche superficiali in una direzione può essere trasferita alla rotazione della magnetizzazione. Hanno anche notato che questo effetto di rettifica era più pronunciato quando il materiale magnetico mostrava anisotropia magnetica, il che significa che c'era una direzione preferita di magnetizzazione interna anche prima dell'applicazione di un campo magnetico esterno.

Mingran Xu di RIKEN CEMS, il primo autore del saggio, afferma:"È stato molto emozionante mostrare che il fenomeno dell'accoppiamento magneto-rotazione si verifica effettivamente, e che può essere usato per sopprimere completamente il movimento dell'energia acustica in una direzione."

Jorge Puebla, anche di RIKEN CEMS, afferma:"Speriamo di poter utilizzare questo lavoro per creare un 'diodo acustico' equivalente ai diodi elettronici che sono così importanti. Potremmo realizzare in modo relativamente semplice un dispositivo in cui l'energia acustica viene trasferita in modo efficiente in una direzione ma bloccata nell'altra Questo sta accadendo alle frequenze delle microonde, quale è la gamma di interesse per la tecnologia di comunicazione 5G, quindi le onde acustiche di superficie potrebbero essere un candidato interessante per questa tecnologia".