진공 상태에서도 소리를 전송할 수 있다는 사실이 밝혀졌다

처음으로 연구자들은 진공 상태에서 두 결정 사이의 극히 짧은 거리에 걸쳐 음파를 전송하거나 터널링 할 수 있었습니다. 과학자들은 처음으로 소리가 진공 상태를 통과할 수 있다는 사실을 보여주었습니다. 그러나 규칙을 깨는 속임수에는 특정 상황이 필요하며 극히 짧은 거리에서만 수행할 수 있습니다.

 

1979년 공상과학 영화 '에일리언'의 상징적인 태그라인은 "우주에서는 당신이 비명을 지르는 것을 아무도 들을 수 없다"라고 말합니다. 이는 공간이 진공, 즉 입자가 전혀 없는 영역이라는 사실에 근거한 것입니다. 음파는 공기나 물과 같은 매체 입자를 통해 진동하여 소스에서 수신기로 이동합니다. 따라서 진공 상태에서는 이동 매체가 없습니다. 외계 공간에는 소량의 가스, 플라즈마 및 기타 입자가 포함되어 있기 때문에 실제로 완전한 진공은 아닙니다. 그러나 이 물질은 방대한 양의 공허로 둘러싸여 있습니다.

 

그러나 통신 물리학 저널에 발표된 새로운 연구에서 연구자들은 소리가 진공을 통해 이동할 수 있음을 보여주었습니다. 불행하게도 우주 탐험가들이 외계인에게 쫓기는 상황은 인간의 비명까지 확장되지 않습니다. 새로운 실험에서 연구자들은 진동파를 물체 사이의 전기장 내에서 잔물결로 변환함으로써 두 개의 산화아연 결정 사이의 진공을 통해 음파를 전송하거나 터널링 했습니다.

 

산화아연 결정은 압전 재료입니다. 즉, 힘이나 열이 가해지면 재료가 전하를 생성합니다. 따라서 이러한 결정 중 하나에 소리가 가해지면 근처의 전기장을 방해하는 전하가 생성됩니다. 결정이 다른 결정과 전기장을 공유하면 자기 파괴가 진공을 통해 한 결정에서 다른 결정으로 이동할 수 있습니다. 방해는 음파의 주파수를 반영하므로 수신 수정은 방해를 진공 반대편의 소리로 다시 바꿀 수 있습니다.

 

그러나 방해는 단일 음파의 파장보다 더 큰 거리를 이동할 수 없습니다. 이론적으로 이는 결정 사이의 간격이 매우 작다면 소리의 파장이 아무리 작더라도 모든 소리에 적용됩니다. 이 방법이 항상 신뢰할 수 있는 것은 아닙니다. 대부분의 실험에서 소리는 두 결정 사이에서 완벽하게 전달되지 않았습니다. 연구진은 파동의 일부가 전기장을 통과하면서 뒤틀리거나 반사되었다는 사실을 발견했습니다.

 

그러나 때로는 압전 결정이 전체 음파를 완벽하게 전송하는 경우도 있습니다. 연구 공동 저자이자 재료 물리학자인 일라리 마실타는 핀란드의 이위베스퀼레 대학에서 성명을 통해 "대부분의 경우 소리 전달 효과는 작지만, 우리는 파동의 전체 에너지가 반사 없이 100% 효율로 진공을 가로질러 점프하는 상황도 발견했습니다"라고 말했습니다.

 

연구진은 이번 발견이 언젠가는 스마트폰 및 기타 기술에서 발견되는 것과 같은 미세전자기계 부품을 개발하는 데 도움이 될 것이라고 말했습니다.