磁场重塑声波运动的惊人发现

科学家们揭示了一种前所未有的声波行为，为尖端通信技术开辟了新的可能性。

通过纳米级磁性材料的实验，研究人员观察到表面声波中的不对称衍射模式 —— 这是迄今为止在光学领域才知道的。这一突破性的发现表明，声波可以以前所未有的方式被操纵，可能会给经典通信和量子通信带来革命性的变化。

声波传播的突破

研究人员发现了一种声波传播的新方式，这可能会导致通信技术的重大进步。这项研究是由东北大学材料研究所与日本原子能机构和riken新兴物质科学中心合作进行的。

表面声波（saw）—— 沿着材料表面传播的振动，如水面上的涟漪 —— 在现代通信设备中至关重要。它们在手机中使用的频率滤波器中起着关键作用，通过压电效应将电信号转换为振动。这种转换实现了高效的信号处理，加深了对saw的理解，这对未来的技术进步至关重要。

一个惊人的实验发现

在他们的实验中，研究小组使用先进的纳米制造技术来制造纳米级磁性材料的结构阵列。这个阵列的功能就像一个专门的光栅，声波可以通过它。然而，与预期的对称衍射模式不同，研究小组观察到一种全新的、意想不到的现象：“非互反衍射” —— saw与材料相互作用的一种不对称方式。

“这种现象以前只在光学中被观察到，”yoichi nii评论道，“所以我们非常兴奋地证实它超越了光学，扩展到其他波现象。”

通过理论分析，研究小组确定了这种不对称行为是由saw和磁性材料之间独特的相互作用引起的，特别是与它们的角动量有关。

通信技术转型

这一发现可能使使用磁场精确控制声表面波传播路径成为可能，从而导致创新声学设备的发展，从而推进经典和量子通信技术。发现saw的新特性对于开发下一代通信系统和设备至关重要。

这项研究发表在2025年1月14日的《物理评论快报》上。

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