الفلك

الكشف عن إشعاع صوتي للجسم الأسود

يكتشف الرنان الميكانيكي-النانوي الموجات الصوتية ويعزلها عن مصدر حراري بعيد.

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

النشرة البريدية

الرجاء تعبئة التفاصيل ادناه لتلقي نشرتنا البريدية