Zum ersten Mal tunneln Wissenschaftler Schall durch ein Vakuum

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Moment ... wie ist das möglich?

„Im Weltraum kann dich niemand schreien hören.“

Es ist ein brillanter Slogan für einen Horrorfilm, der im Weltraum spielt, da dieses unverständliche Konzept sowohl erschreckend als auch wissenschaftlich wahr ist. Schallwellen (auch als „akustische Phononen“ bekannt) erfordern die Ausbreitung von Teilchen – sei es durch Luft, Wasser oder ein anderes Medium – und im Vakuum des Weltraums gibt es nicht annähernd genug Teilchen, um Schall zu übertragen. Mit anderen Worten: Es ist das perfekte Jagdrevier für einen säurespeienden, menschenhungrigen Xenomorph.

Allerdings ist das makabere Motto von Alien jetzt mit einem Sternchen versehen. Wissenschaftlern der Universität Jyväskylä in Finnland gelang es, Schall durch einen Vakuumspalt zwischen zwei Festkörpern zu „tunneln“, genauer gesagt zwischen zwei Zinkoxidkristallen.

„[Schallwellen] existieren im Vakuum nicht, was zu der ersten Schlussfolgerung führt, dass es für das Vakuum unmöglich ist, die Energie einer akustischen Welle zwischen zwei getrennten Medien zu übertragen“, schreiben die Forscher in einer Studie, die diese Woche in der Zeitschrift Communications veröffentlicht wurde Physik. „Auf atomarer Ebene können sich die Schwingungen der Kerne jedoch über ihre elektrischen Wechselwirkungen im Vakuum ausbreiten. Daher kann die Frage aufgeworfen werden, ob akustische Phononen durch einen elektromagnetischen Mechanismus auch über Vakuumlücken größer als atomarer Größenordnung übertragen werden können.“

Diese Kristalle sind beide piezoelektrisch, was bedeutet, dass sie Strom erzeugen, wenn sie Hitze oder mechanischer Belastung ausgesetzt sind. Dazu zählt in diesem Fall auch der Ton. Da Elektrizität im Vakuum existieren kann, kann der Schall tatsächlich von einem Kristall zum anderen springen – oder tunneln.

Dieses „Tunneln“ erfolgt bei Frequenzen in unserem Hörbereich (z. B. einem menschlichen Schrei) sowie bei Ultraschall- und Hyperschallfrequenzen außerhalb des menschlichen Hörbereichs. Natürlich gibt es einen großen Haken: Der Abstand zwischen diesen beiden Kristallen darf nicht größer sein als die Wellenlänge der Schallwelle selbst. Mit zunehmender Frequenz muss also der Spalt zwischen den beiden Kristallen immer kleiner werden.

Auch diese Methode des Klangtunnelns ist nicht perfekt. Manchmal wurden Schallwellen auf ihrem Weg durch dieses elektrische Feld verzerrt, reflektiert oder auf andere Weise verzerrt. Bei anderen Gelegenheiten überstanden die Schallwellen die Reise im mikroskopischen Vakuum jedoch unbeschadet.

„In den meisten Fällen ist der Effekt gering, aber wir haben auch Situationen gefunden, in denen die volle Energie der Welle mit 100 % Effizienz und ohne Reflexionen durch das Vakuum springt“, so Ilari Maasilta vom Nanoscience Center der Universität Jyväskylä und Studienkoordinatorin. sagte der Autor in einer Pressemitteilung. „Daher könnte das Phänomen in mikroelektromechanischen Komponenten (Smartphone-Technologie) und in der Wärmekontrolle Anwendung finden.“

Mit anderen Worten: Der Xenomorph kann seinen Vorteil behalten.

Darren lebt in Portland, hat eine Katze und schreibt/redigiert über Science-Fiction und wie unsere Welt funktioniert. Wenn Sie genau hinschauen, können Sie seine früheren Sachen bei Gizmodo und Paste finden.

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