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.
Top 4 công nghệ giúp con người tiến gần hơn đến sự bất tử
Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, giới chuyên gia dự báo, sớm nhất là vào năm 2030, con người có thể chạm tay vào giấc mơ này nhờ sự hỗ trợ của 4 công nghệ sau đây.
Cánh "cổng liên lạc" trong phim viễn tưởng xuất hiện tại châu Âu
Một “cánh cổng thần kỳ” hệt trong phim sci-fi là ý tưởng của Lithuania và Ba Lan, nhằm kết nối con người của hai thành phố cách nhau 600km này.
Kenguru – chiếc xe sinh ra cho người khuyết tật, chỉ có một cửa duy nhất nhưng cực tiện cho người đi xe lăn
Hãng Community Cars ở bang Texas (Mỹ) đã sáng chế ra một loại ô tô điện mang tên Kenguru, dành cho người khuyết tật phải ngồi xe lăn.
Khoa học công nghệ Trung Quốc: Từ bắt chước đến thống trị thế giới!
Trung Quốc giờ đây là một trong những siêu cường trong lĩnh vực khoa học - công nghệ. Bỏ qua mọi cáo buộc từ các nước phương Tây, quốc gia tỉ dân đã có sự lột xác ngoạn mục.
Thời đại vi chip sắp kết thúc, hãy chuẩn bị chào đón kỷ nguyên của siêu chip
Để các thiết bị liên tục phá vỡ các giới hạn về hiệu năng, các kỹ sư bán dẫn tìm ra một phương pháp đơn giản: làm các con chip ngày càng to ra.
Pin thể rắn giá rẻ của Trung Quốc - bước đột phá cho ngành xe điện?
Cách tiếp cận mới của nhóm nghiên cứu tới từ Trung Quốc đã phá vỡ rào cản chi phí, nhưng vẫn duy trì được hiệu suất, đối với pin lithium.
