Wetenschappers van Yale hebben laten zien hoe de levensduur van geluidsgolven die door glas reizen, het materiaal dat de kern vormt van glasvezeltechnologieën, kan worden verlengd. De ontdekking zal worden beschreven in de januari-editie van het tijdschrift Natuurmaterialen .

De dagelijkse ervaring leert ons dat glas (silica) zeer transparant is. In feite, silica is een van de meest transparante materialen op aarde. Licht kan zich tientallen kilometers voortplanten in silica voordat het merkbare verzwakking ervaart. Deze transparantie, gecombineerd met de vervormbaarheid en lage kosten van glas, is de reden waarom glas wordt gebruikt in zoveel van de glasvezeltechnologieën die het informatietijdperk vormgeven.

Toch heeft silica ook een mysterieuze kant. Op kamertemperatuur, silica is een uitstekend akoestisch materiaal. U kunt dit demonstreren door met een vork op een wijnglas te tikken en enkele seconden te luisteren naar het rinkelen. Echter, in scherp contrast met de meeste materialen, deze resonantie wordt snel gedempt wanneer het glas wordt afgekoeld tot cryogene temperaturen.

Deze eigenaardige akoestische eigenschappen vormen de kern van al lang bestaande mysteries in de glasfysica. In de jaren zestig ontdekten wetenschappers veel verbijsterende eigenschappen van glas:het geleidde warmte veel minder efficiënt dan verwacht, en het warmde veel langzamer op dan verwacht. Deze raadselachtige ontdekkingen werden uiteindelijk verklaard door gelokaliseerde absorbers in glas die op dezelfde manier interageren met geluidsgolven als atomen met licht. Tot op de dag van vandaag echter de ware aard van deze "akoestische atomen" wordt niet volledig begrepen.

In aanvulling, absorptie door deze "akoestische atomen" heeft nog een gevolg dat wetenschappers intrigeert. Bij lage temperaturen heeft de amplitude van een geluidsgolf invloed op hoe lang deze zal rinkelen. Grofweg gesproken, dit betekent dat je de ring van je wijnglas langer kunt maken door je stereo aan te zetten, waardoor het glas op totaal verschillende frequenties trilt. Bovendien, de duur van het rinkelen neemt toe naarmate het stereovolume hoger wordt gezet.

Wetenschappers van Yale hebben dit concept gebruikt om de levensduur van geluid in glas te regelen. Door laserlicht in glasvezelgolfgeleiders van glas te schijnen, ze waren in staat om akoestische golven in de vezelkern te onderzoeken en te genereren. Door een intense akoestische golf op de ene frequentie te genereren (d.w.z. "de stereo aanzetten") en op een andere te tasten ("op een wijnglas tikken"), de onderzoekers waren in staat om de levensduur van een geluidsgolf te verlengen.

De onderzoekers zeiden dat omdat glas de ruggengraat is van een reeks geavanceerde technologieën, de bevindingen openen de mogelijkheid van nieuwe vormen van zeer nauwkeurige waarneming en informatieverwerking.

"Ons werk zet een belangrijke stap in de richting van gemanipuleerde geluidsdynamiek in glas, " zei Peter Rakich, assistent-professor toegepaste natuurkunde en natuurkunde aan Yale en hoofdonderzoeker van de studie.