(dr) Universidade de Jyväskylä
Impressão artística de ondas sonoras a atravessar o vácuo.
Nas circunstâncias certas, é possível que o som viaje através de um vácuo perfeito. Agora, dois físicos descobriram essas mesmas condições.
Zhuoran Geng e Ilari Maasilta, da Universidade de Jyväskylä, na Finlândia, alegam que estas descobertas são a primeira prova da existência de um túnel acústico completo no vácuo.
De acordo com os investigadores, são necessários dois materiais piezoelétricos, isto é, capazes de transformar movimentos em tensões (e vice-versa). Os objetos têm de estar separados por um espaço mais pequeno do que o comprimento de onda do som que se pretende enviar, que irá atravessar através desse espaço.
Os cientistas sabem da existência do “tunelamento de ondas acústicas” desde os anos 60, mas só começaram a investigar o fenómeno há relativamente pouco tempo.
Num primeiro momento, Geng e Maasilta descreveram teoricamente o processo e, agora, aplicaram-no.
Propagação do som
O som é produzido por vibrações, que fazem vibrar os átomos e as moléculas de um determinado meio. No vácuo, essas partículas por onde as vibrações viajam não existem, fazendo com que teoricamente seja impossível que o som se propague pelo vazio absoluto.
Se o vácuo perfeito é a ausência total de um meio, e uma vez que não existem partículas para vibrar, o som não deveria ser capaz de se propagar. Mas existem lacunas – e é por isso que os cristais piezoelétricos são um material intrigante para o estudo do som em espaços vazios.
Estes materiais convertem energia mecânica em energia elétrica e vice-versa. Isto significa que, se colocarmos uma tensão mecânica no cristal, este produzirá um campo elétrico, e se o expusermos a um campo elétrico, irá deformar-se.
Segundo o Science Alert, o fenómeno é conhecido como efeito piezoelétrico inverso.
Utilizando óxido de zinco como cristais piezoelétricos, Geng e Maasilta descobriram que um cristal pode converter esta tensão num campo elétrico se estiverem reunidas determinadas condições.
Se houver um segundo cristal ao alcance do primeiro, este pode converter a energia elétrica novamente em energia mecânica – e é desta forma que a onda sonora atravessa o vácuo. Para que a experiência seja bem-sucedida, os dois cristais têm de estar separados por um espaço não superior ao comprimento da onda acústica inicial.
O fenómeno do tunelamento acústico é semelhante ao tunelamento quântico, pelo que os resultados desta investigação podem ser aplicados em várias áreas da Física, nomeadamente no que diz respeito à informação quântica. Além disso, também será útil para o desenvolvimento de componentes microeletromecânicos, utilizados em smartphones.
O artigo científico foi publicado, em julho, na Communications Physics.
