磁場重塑聲波運動的驚人發現

科學家們揭示了一種前所未有的聲波行為，為尖端通信技術開闢了新的可能性。

通過納米級磁性材料的實驗，研究人員觀察到表面聲波中的不對稱衍射模式 —— 這是迄今為止在光學領域才知道的。這一突破性的發現表明，聲波可以以前所未有的方式被操縱，可能會給經典通信和量子通信帶來革命性的變化。

聲波傳播的突破

研究人員發現了一種聲波傳播的新方式，這可能會導致通信技術的重大進步。這項研究是由東北大學材料研究所與日本原子能機構和riken新興物質科學中心合作進行的。

表面聲波（saw）—— 沿著材料表面傳播的振動，如水面上的漣漪 —— 在現代通信設備中至關重要。它們在手機中使用的頻率濾波器中起著關鍵作用，通過壓電效應將電信號轉換為振動。這種轉換實現了高效的信號處理，加深了對saw的理解，這對未來的技術進步至關重要。

一個驚人的實驗發現

在他們的實驗中，研究小組使用先進的納米製造技術來製造納米級磁性材料的結構陣列。這個陣列的功能就像一個專門的光柵，聲波可以通過它。然而，與預期的對稱衍射模式不同，研究小組觀察到一種全新的、意想不到的現象：「非互反衍射」 —— saw與材料相互作用的一種不對稱方式。

「這種現象以前只在光學中被觀察到，」yoichi nii評論道，「所以我們非常興奮地證實它超越了光學，擴展到其他波現象。」

通過理論分析，研究小組確定了這種不對稱行為是由saw和磁性材料之間獨特的相互作用引起的，特別是與它們的角動量有關。

通信技術轉型

這一發現可能使使用磁場精確控制聲表面波傳播路徑成為可能，從而導致創新聲學設備的發展，從而推進經典和量子通信技術。發現saw的新特性對於開發下一代通信系統和設備至關重要。

這項研究發表在2025年1月14日的《物理評論快報》上。

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