In een opmerkelijke gang van zaken hebben natuurkundigen een lang verworpen theorie nieuw leven ingeblazen om een ​​verbijsterende vraag op te lossen die wetenschappers al tientallen jaren verbijsterde:hoe dempt glas geluid? De herontdekking van dit vergeten concept heeft potentieel verstrekkende gevolgen voor de geluidstechniek, de akoestiek en verschillende technische vakgebieden.

Het mysterie omringt het fenomeen dat bekend staat als "structurele ontspanning" in glas. In tegenstelling tot kristallijne materialen zoals metalen resulteert de wanordelijke atomaire structuur van glas in unieke eigenschappen, waaronder het vermogen om geluidsenergie te absorberen en af ​​te voeren. Dit pand vindt toepassingen op uiteenlopende gebieden, van ruisonderdrukkende hoofdtelefoons tot architectonische akoestiek.

Ondanks uitgebreid onderzoek door de jaren heen bleef het precieze mechanisme achter structurele ontspanning en de manier waarop dit de geluidsdemping beïnvloedt ongrijpbaar. Een team natuurkundigen van de Universiteit van Californië, Santa Barbara, dook echter in de annalen van de wetenschappelijke literatuur en ontdekte een theorie die oorspronkelijk in 1972 werd voorgesteld door de Russische natuurkundigen L.A. Pastukhov en A.I. Slutsker.

Pastukhov en Slutsker hadden gesuggereerd dat de sleutel tot het begrijpen van structurele ontspanning ligt in de beweging van kleine atomaire clusters in het glas. Wanneer geluidsgolven door het glas gaan, trillen deze clusters, waardoor energie wordt overgedragen naar andere clusters en deze uiteindelijk wordt afgevoerd als warmte.

Het UCSB-team besloot deze theorie, die grotendeels over het hoofd was gezien ten gunste van complexere verklaringen, opnieuw te bekijken en voerde een reeks experimenten uit met behulp van neutronenverstrooiingstechnieken. Hun bevindingen, gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Letters, bevestigden dat de Pastukhov-Slutsker-theorie het structurele relaxatieproces in glas nauwkeurig beschrijft.

Hoofdauteur en natuurkundige Matthew Eskildsen legde uit:"Onze experimenten onthulden de collectieve beweging van deze atomaire clusters in drie dimensies, wat direct bewijs voor de theorie opleverde. Deze ontdekking wakkert de belangstelling voor het decennia-oude concept weer aan en opent nieuwe wegen voor het onderzoeken van de eigenschappen van glas en andere ongeordende materialen."

De herontdekte theorie vergroot niet alleen ons begrip van glasdemping, maar biedt ook een raamwerk voor verder onderzoek naar de mechanische en thermische eigenschappen van amorfe materialen. Het zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe materialen met op maat gemaakte dempingseigenschappen voor verschillende toepassingen, zoals geavanceerde geluidsisolerende materialen of hogetemperatuurcoatings.

De wederopstanding van de Pastukhov-Slutsker-theorie illustreert het dynamische karakter van wetenschappelijke ontdekkingen, waarbij vergeten ideeën soms de sleutel kunnen vormen tot het oplossen van al lang bestaande mysteries. Het onderstreept ook het belang van het zich verdiepen in de geschiedenis van de wetenschap en het opnieuw bekijken van concepten die mogelijk over het hoofd zijn gezien bij het zoeken naar complexere verklaringen.