كتبت – شيرين فرج:
تخيل إن هناك 3 أشخاص داخل غرفة، يجلسون على هيئة دائرة، لكن المفاجأة أنه عندما يتحدث أحدهم، يسمعه شخص واحد فقط من الثلاثة.
على غرار هذا، ابتكر العلماء جهازًا يعمل بتلك الطريقة، ما يضمن انتشار الموجات الصوتية في اتجاه واحد فقط.
يتكون الجهاز، الذي طوره علماء في المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ والمعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في لوزان، من تجويف على شكل قرص بثلاثة منافذ متساوية المسافة يمكن لكل منها إرسال أو استقبال الصوت.
في حالة غير نشطة، يمكن سماع الصوت المنقول من المنفذ 1 إلى المنفذين 2 و3 بنفس الحجم. ترتد الموجات الصوتية إلى المنفذ 1 كصدى أيضًا.
ومع ذلك، عندما يعمل النظام، يسمع المنفذ 2 فقط أصوات المنفذ 1.
تكمن الحيلة في نفخ الهواء الدوامي في التجويف بسرعة وكثافة محددتين، ما يسمح للموجات الصوتية بالتزامن في نمط متكرر. لا يوجه هذا الموجات الصوتية في اتجاه واحد فحسب، بل يعطي أيضًا المزيد من الطاقة لتلك التذبذبات حتى لا تتبدد. إنه يشبه نوعًا ما دوارًا للصوت.
يقول العلماء إن تقنيتهم قد تفيد في تصميم تقنيات الاتصالات المستقبلية. يمكن تصنيع مواد ميتا جديدة للتلاعب ليس فقط بالموجات الصوتية ولكن أيضًا بالموجات الكهرومغناطيسية المحتملة.
هناك أوقات يكون فيها من المفيد جعل الصوت غير متبادل، ربما عندما يكون قمع الضوضاء مطلوبًا. في عام 2014، طور باحثون في جامعة تكساس في أوستن جهاز تدوير صوتي، يستخدم مراوح صغيرة لنفخ الهواء عبر حلقة رنينية. عندما يدخل الصوت من أحد المنافذ الثلاثة، تصبح الموجات الصوتية غير متبادلة ولا يمكن سماعها إلا من أحد المنافذ الأخرى، وليس كليهما.
لكن كانت هناك مشكلة: تبدد الصوت أثناء انتقاله، ما أدى إلى إضعاف الموجات التي وصلت إلى الوجهة. لذلك شرع فريق المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ في منع الموجات الصوتية من فقدان الطاقة في رحلتها في اتجاه واحد.
ويقول الفريق إن جهاز الدوران الصوتي يمكن أن يساعد العلماء الآخرين في دراسة انتشار الموجات الصوتية والتلاعب بها. ويمكن حتى استخدام المفهوم العام لتوجيه الموجات الكهرومغناطيسية لتحسين أنظمة الرادار أو الاتصالات.
نشر البحث في مجلة Nature Communications.
