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原来是你能在一个真空中传输声音，只是不很远

(2023-08-25 09:47:50)

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杂谈

原来是你能在一个真空中传输声音，只是不很远

News

By Harry Baker

2023/8/25

Physics & Mathematics

首次研究人员能够在真空中跨两个晶体之间的极端小距离来传输或“隧道”声波。

声波通常不能旅行穿过像太空一样的真空，因为对它们没有介质来振动跨过 。(Image credit: Shutterstock)

首次科学家们已经表明声音能旅行穿过一个真空的空无。然而，打破规则的技巧需要特定情况并且只能被在极小的距离上进行。

1979年科幻电影《外星人》的标志性标语告诉我们，“在太空中没有人能听到你尖叫”。这是基于这样一个太空是一个真空、一个无任何粒子的区域的事实。声波通过振动穿过介质如空气或水的颗粒从一个声源到一个接收器旅行。因此在真空中，没有旅行媒介。（外层空间实际上并不是一个完全真空，因为它确实含有少量的气体、等离子体和其他粒子。但这件事被大片的空无包围）。

但在7月14日发表在《通信物理学（ Communications Physics）》杂志上的一项新研究中，研究人员显示了声音能移动穿过一个真空。对于被外星人追捕的太空探索者不幸的是这并不扩展到人类的尖叫声。

在这项新实验中，研究人员通过将振动波转化为物体之间一个电场内的涟漪跨两个氧化锌晶体之间的真空传输了或“隧道了”声波。

电声干扰在两个氧化锌晶体之间移动跨过一个真空的概念图像。 (Image credit: University of Jyväskylä)

氧化锌晶体是一种压电材料，这意味着当对它施加力或加热时材料产生一个电荷。因此，当声音被施加到这些晶体之一时它创造一个破坏附近的电场的电荷。如果晶体与另一个晶体共享一个电场，那么磁干扰能跨一个真空从一个晶体旅行到另一个晶体。干扰反映声波的频率，因此接收的晶体能将干扰变回一个在真空另一侧上的声音。

然而，干扰不能旅行一个大于单个声波的波长的距离。理论上，只要晶体之间的间隙足够小，无论那个声音的波长有多小这对任何声音都起作用的。

该方法并不总是可靠的。研究人员发现了在一个更大比例的实验中，声音没有被在两个晶体之间完美的传播：波的部分随它通过电场被翘曲或反射。然而，偶尔压电晶体会完美的传输整个声波。