1979 年の古典的なホラー映画「エイリアン」のキャッチフレーズは「宇宙では、あなたの叫び声は誰にも聞こえません」でした。これは主に簡単に言うことを目的としているかもしれませんが、同時に、真空のために宇宙には騒音が存在しないという広く普及した仮定も明らかにしています。しかし、新しい研究は、これが間違いなく可能であることを示しています。
宇宙: 圧電が音を可能にする
音は真空中、したがって宇宙でも伝播できないと長い間考えられてきました。結局のところ、この広大な宇宙には、これを促進できるものは実際には何もありません。しかし、フィンランドのユヴァスキュラ大学の2人の科学者は、これが完全な真空状態でも理論的には可能であるという証拠を提示したと主張している。
宇宙には粒子密度が低い、いわゆる高真空が広がっていることに注意してください。したがって、特にガス、宇宙塵、素粒子、電場と磁場、重力場、電磁波が存在するため、完全に空ではありません。しかし研究者らは、研究のために、音の伝達を可能にするためにどのような条件が存在する必要があるかを調べたいと考えました。
圧電材料は研究の中心です。つまり、機械エネルギーを電気エネルギーに、あるいはその逆に変換できるということです。 2 つの圧電物体を並べて配置し、対応する刺激を与えると、その刺激が物体の特性を通じて伝達されます。これはノイズにも応用できます。
また、興味深い点として、研究者たちは特別な方法を使用して、 ブラックホールからの音を発表しました。しかし、この結果にはNASA からの批判がなかったわけではありません。
真空中で物体から物体へと音が「飛び移る」
Geng 氏と Maasilta 氏は、実験装置として酸化亜鉛製の 2 つの圧電結晶を選択しました。それらの間の距離、つまり真空は、最初の音の波長よりも広くなるはずがありません。これは通常、振動によって引き起こされ、対応する媒体内の原子や分子が振動します。このプロセスは、振動が耳の膜に記録されるまで続きます。
実験では、振動により結晶の 1 つに機械的圧力を引き起こす初期ノイズがありました。これにより、この刺激が電場に変換されました。次に、2 番目のクリスタルがこれを記録し、この場を機械エネルギーに変換します。その結果、音波は結晶間の真空中を伝わり続けました。
さらに言うと、実験装置はさまざまな周波数で動作し、したがって、真空ギャップが音響波長のサイズに合わせて調整されている限り、たとえば超音波でも動作します。これが実際の空間に適用できるかどうか、またどの程度まで適用できるかは疑問です。むしろ、圧電プロセスに関する発見は他の研究分野でも役立つ可能性があります。
出典: 「圧電結晶間の音波の完全なトンネル」(Communication Physics 2023)