Un fenómeno exclusivo de propagación de ondas acústicas ha sido identificado, abriendo nuevas posibilidades para el desarrollo de tecnologías avanzadas de comunicación mediante dispositivos acústicos.
La investigación fue liderada por el Instituto de Investigación de Materiales de la Universidad de Tohoku, en conjunto con la Agencia de Energía Atómica de Japón y el Centro RIKEN para la Ciencia de la Materia Emergente.
¿Qué son las ondas acústicas superficiales?
Las ondas acústicas superficiales (SAW), vibraciones elásticas que se desplazan a lo largo de la superficie de los materiales como las ondulaciones en un estanque, juegan un papel fundamental en las tecnologías de comunicación actuales. Estos elementos son esenciales en los filtros de frecuencia utilizados en dispositivos cotidianos como los teléfonos móviles.
Estos aparatos transforman señales eléctricas en vibraciones o “ondulaciones” mediante el efecto piezoeléctrico, permitiendo un eficiente procesamiento de las señales. Por lo tanto, una comprensión más profunda del comportamiento de las SAW es crucial para el avance de futuras tecnologías.
Innovación en la nanofabricación
En el experimento, el equipo empleó técnicas avanzadas de nanofabricación para crear una matriz periódica de materiales magnéticos a nanoescala. Esta matriz puede considerarse como una rejilla especializada a través de la cual pasan las ondas.
Sorprendentemente, en lugar del típico patrón de difracción simétrica, el equipo observó un fenómeno de difracción asimétrica completamente nuevo de las SAW, denominado “difracción no recíproca”.
“Este fenómeno había sido observado previamente solo en óptica”, comenta Yoichi Nii, “por lo que estamos muy emocionados de confirmar que se extiende más allá de la óptica a otros fenómenos ondulatorios“. A través del análisis teórico, el equipo identificó este comportamiento asimétrico como resultado de la interacción única entre las SAW y los materiales magnéticos, específicamente relacionada con sus momentos angulares.
Este descubrimiento puede permitir un control preciso de las trayectorias de propagación de las SAW utilizando campos magnéticos, lo que llevaría al desarrollo de dispositivos acústicos innovadores que potencien tanto las tecnologías de comunicación clásicas como las cuánticas.
Investigar nuevas propiedades de las SAW es fundamental para desarrollar los sistemas y dispositivos de comunicación de la próxima generación.
El estudio fue publicado en Physical Review Letters el 14 de enero de 2025.
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