这项关于声波单向衍射的突破性发现可能为未来的通信技术铺平道路。
研究人员揭示了声波运动中的一种显著现象，这可能增强利用声学技术开发复杂通信设备的能力。这项研究由东北大学材料研究所主导，与日本原子能机构和RIKEN新兴物质科学中心合作开展。
表面声波（SAWs）——沿着材料表面传播的弹性波，类似于涟漪在池塘中移动——是我们今天使用的通信技术的基础。这些波是日常小工具，如智能手机中频率滤波器的重要组成部分，因为它们利用压电效应将电信号转换为振动或“涟漪”，以实现有效的信号管理。因此，更清晰地了解SAWs的行为，对未来技术进步至关重要。
在实验过程中，研究人员采用尖端的纳米制造方法设计了一种周期性排列的纳米级磁性材料。这种磁性纳米结构类似于声波交互的专用光栅。令人惊讶的是，团队发现与传统的对称衍射图案不同，SAWs表现出一种全新的非对称衍射行为，被称为“非互惠衍射”。
“这个现象之前只在光学领域观察到，”二井洋一说，“我们很高兴能够确认它在其他波动学科中的存在。”
通过理论评估，团队发现这种独特的不对称性是SAWs与磁性材料之间不同相互作用的结果，特别与它们的角动量有关。
这一发现可能通过使用磁场实现SAW路径的精确操控，为创造突破性的声学设备铺平道路，这些设备能够改善经典和量子通信技术。揭示SAWs的新特性对下一代通信系统和设备的演变至关重要。
研究结果于2025年1月14日发表在物理评论快报上。
