Trung Quốc phát triển công nghệ laser âm thanh siêu mạnh

Laser âm thanh được tạo ra bằng cách điều khiển các hạt phonon, có tiềm năng ứng dụng lớn trong y tế và thám hiểm biển sâu.

Các nhà khoa học Trung Quốc đạt bước tiến quan trọng trong việc phát triển laser mạnh hơn từ sóng âm thay vì ánh sáng, SciTechDaily hôm 4/10 đưa tin. Nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí eLight.


Âm thanh được tạo ra bên trong quả cầu silicon dioxide tí hon. (Ảnh: IFL Science).

Loại laser thông thường vốn đã rất thú vị. Chúng được con người tạo ra lần đầu tiên vào những năm 1960. "Laser tạo ra một chùm ánh sáng hẹp trong đó tất cả sóng ánh sáng đều có bước sóng rất giống nhau. Những sóng ánh sáng của laser truyền đi cùng nhau, các đỉnh của chúng đều thẳng hàng, hay cùng pha. Đây là lý do tại sao các chùm laser rất hẹp, rất sáng và có thể tập trung vào một điểm rất nhỏ", NASA giải thích.

Dù âm thanh và ánh sáng có những điểm khác biệt, nhưng các nhà vật lý đã nghiên cứu để tạo ra laser âm thanh bằng cách điều khiển phonon.

"Tương tự như các photon tạo nên chùm ánh sáng, phonon - hạt lượng tử không thể phân chia - tạo nên chùm âm thanh. Những hạt này xuất hiện từ chuyển động tập thể của hàng triệu tỷ nguyên tử, giống như "sóng sân vận động" trong một nhà thi đấu thể thao do chuyển động của hàng nghìn người hâm mộ. Khi nghe một bài hát, bạn đang nghe một luồng hạt lượng tử siêu nhỏ này", Andrew N. Cleland, giáo sư tại Trường Kỹ thuật Phân tử Pritzker thuộc Đại học Chicago, giải thích.

Ban đầu dùng để giải thích nhiệt dung của chất rắn, phonon được dự đoán cũng tuân theo những quy tắc cơ học lượng tử giống như photon. Tuy nhiên, công nghệ sản xuất và phát hiện phonon vẫn còn kém xa photon.

Trước đây, laser phonon hình thành từ những vật thể nhỏ chịu ảnh hưởng bởi sóng âm yếu và không chính xác, làm giảm tính hữu ích. Phương pháp mới giúp khắc phục vấn đề này bằng cách "khóa" sóng âm trong trạng thái ổn định và mạnh hơn.

Trong nghiên cứu mới, nhóm nhà khoa học Trung Quốc đã lấy một vi cầu (khối cầu siêu nhỏ) silicon oxide (SiO2) và treo nó bằng các chùm ánh sáng. Điều này làm rung quả cầu, tạo ra âm thanh bên trong giống như tiếng bíp với cao độ rất lớn và âm thanh vượt quá khả năng nghe của con người. Tiếp theo, họ bắt đầu điều khiển vi cầu rung động bằng một trường điện xoay chiều để tạo ra sự cộng hưởng, khuếch đại sóng âm lên gấp 1.000 lần ở những tần số đó.

Thí nghiệm diễn ra trong môi trường chân không để đo sóng âm tốt hơn (bị giới hạn bên trong vi cầu), giúp tiến gần hơn tới việc tạo ra laser âm thanh có thể dùng cho nhiều mục đích, từ thám hiểm và lập bản đồ đại dương bằng âm thanh cho đến cải tiến những kỹ thuật hình ảnh y tế. Laser âm thanh cũng có thể ứng dụng trong khoa học vật liệu, điện toán lượng tử và nhiều lĩnh vực khác.

Loading...
TIN CŨ HƠN
Các nhà khoa học đã tạo ra một cỗ máy phát điện không cần nhiên liệu

Các nhà khoa học đã tạo ra một cỗ máy phát điện không cần nhiên liệu

Cỗ máy phát điện kỳ lạ này có thể sản xuất tới 10KW điện liên tục mà không cần nhiên liệu trong suốt 24 giờ mỗi ngày.

Đăng ngày: 02/07/2025
Đường hầm gió tốc độ 37.000km/h của Trung Quốc dự kiến sẽ sẵn sàng vào năm tới

Đường hầm gió tốc độ 37.000km/h của Trung Quốc dự kiến sẽ sẵn sàng vào năm tới

Đường hầm gió siêu thanh (hoặc siêu tốc) được thiết kế để mô phỏng cho các phương tiện di chuyển với tốc độ lên đến Mach 30 ở độ cao từ ở độ cao từ 40km đến 100km.

Đăng ngày: 30/06/2025
Tìm ra công nghệ pin vĩnh cửu không gây ô nhiễm

Tìm ra công nghệ pin vĩnh cửu không gây ô nhiễm

Các hệ thống năng lượng dựa trên loại pin mới này có thể cải thiện việc lưu trữ năng lượng lâu dài dựa trên cơ chế đặc biệt.

Đăng ngày: 26/06/2025
Máy bay cánh liền thân có thể thay thế máy bay Boeing

Máy bay cánh liền thân có thể thay thế máy bay Boeing

Một mẫu máy bay có hình dáng hoàn toàn mới được cấp phép cất cánh trên bầu trời California, hứa hẹn tiết kiệm nhiên liệu và thải ít khí hơn máy bay thông thường.

Đăng ngày: 24/06/2025
Vật liệu nhẹ nhất thế giới, nhẹ hơn cả không khí nay đã có thể in 3D

Vật liệu nhẹ nhất thế giới, nhẹ hơn cả không khí nay đã có thể in 3D

Việc có thể in 3D thành công sử dụng loại vật liệu nhẹ nhất thế giới - graphene aerogel hứa hẹn sẽ mở ra một chương mới cho ngành công nghiệp vật liệu.

Đăng ngày: 22/06/2025
Điện thoại giúp nhìn xuyên thấu mọi chất liệu

Điện thoại giúp nhìn xuyên thấu mọi chất liệu

Các nhà nghiên cứu tại viện công nghệ UT Dallas mới đây đã biến những chiếc điện thoại cầm tay thành thiết bị giúp người dùng có thể nhìn xuyên thấu mọi chất liệu như tường, gỗ, nhựa, giấy…

Đăng ngày: 15/06/2025
Hàng nghìn người xếp hàng để cấy chip vào não

Hàng nghìn người xếp hàng để cấy chip vào não

Công ty khởi nghiệp của ông trùm công nghệ Elon Musk đã được cấp phép thử nghiệm cấy chip vào não người. Hiện đã có hàng nghìn ứng viên muốn tham gia.

Đăng ngày: 14/06/2025
Tiêu điểm
Khoa Học News