يكتشف الرنان الميكانيكي-النانوي الموجات الصوتية ويعزلها عن مصدر حراري بعيد.
.png)
عندما تسخن الأجسام ، فإنها لا تتوهج فحسب ، بل تنبعث منها أيضًا طاقة صوتية. قد يكون هذا "إشعاع الجسم الأسود الصوتي" في كل مكان مثل الطاقة الكهرومغناطيسية الأكثر شهرة ولكنه عادةً ما يكون باهتًا ويصعب وصفه. الآن ، استخدم زوجان من الباحثين مرنانًا ميكانيكيًا نانويًا لاكتشاف إشعاع الجسم الأسود الصوتي من مصدر بعيد . يقولون إن أسلوبهم - النظير الصوتي لقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء عن بعد - يمكن أن يؤدي إلى تحسينات في التطبيقات التي تتراوح من علم القياس إلى المعلومات الكمومية.
قام كل من توماس بوردي من جامعة بيتسبرغ ، وروبينجيت سينغ من جامعة ماريلاند ، كوليدج بارك ، بتعليق غشاء 1-mm2 من نيتريد السيليكون في نافذة مقطوعة داخل ركيزة من السيليكون. على الركيزة ، على بعد عدة مليمترات من الغشاء ، قاموا بترسيب أربع كتل مستطيلة من مركب الإيبوكسي الذي كان بمثابة أجسام سوداء صوتية. عند تسخينها بواسطة الليزر ، تصدر الأجسام السوداء طاقة صوتية تنتقل عبر الركيزة وتثير أنماطًا معينة من الاهتزازات في الغشاء. اكتشف الباحثون هذه الاهتزازات باستخدام ليزر ثانٍ.
من خلال تغيير قوة ليزر التسخين ، وجد الثنائي أن الطاقة الصوتية في الرنان تتعقب مباشرة درجة حرارة الجسم الأسود ، وأن أنماط الاهتزاز كانت مختلفة اعتمادًا على الجسم الأسود الذي يتم تسخينه. لقد قدروا أن 99٪ من الحركة الحرارية في الرنان جاءت من الأجسام السوداء ، مما يُظهر مناعة كبيرة لـ "التسخين الذاتي" من مجس الليزر - وهو تأثير يصيب موازين الحرارة الميكانيكية البصرية التقليدية. يأمل الباحثون في الاستفادة من هذا الإعداد لإنشاء جهاز دقيق ومضغوط يمكن استخدامه خارج المختبر.
المصدر