Piezoelektrisches Material

Schallwellen im Vakuum übertragen

Robert Klatt

Schallwellen tunneln durch eine Vakuumlücke )if.uyjatlisaaM iralI(Foto: © 

Der bekannte Film Alien hatte den Slogan „Im Weltraum kann dich niemand schreien hören“. Physiker haben nun erstmals belegt, dass Schallwellen auch im luftleeren Raum übertragen werden können.

Jyväskylä (Finnland). Der Slogan des bekannten Films „Alien: Das unheimliche Wesen aus einer fremden Welt“ aus dem Jahr 1979 lautet „Im Weltraum kann dich niemand schreien hören“. Zhuoran Geng und Ilari Maasilta, Physiker der Universität Jyväskylä, haben nun experimentell nachgewiesen, dass Schallwellen unter manchen Bedingungen auch in einem Vakuum übertragen werden können. 

Laut der Publikation im Fachmagazin Communications Physics können Schallwellen eine Vakuumlücke zwischen zwei festen Körpern überwinden, wenn die Materialien piezoelektrisch sind. Vibrationen, also auch Vibrationen, verursachen bei solchen Materialien eine elektrische Reaktion. Ein elektrisches Feld kann im luftleeren Raum existierten und ermöglicht es somit, die Schallwellen über die Vakuumlücke hinweg zu übertragen.

Schallübertragung nur bei kleinen Vakuumlücken

Damit die Schallübertragung im luftleeren Raum funktioniert, muss die Vakuumlücke kleiner sein als die Wellenlänge der Schallwelle. Die Übertragung im Vakuum funktioniert laut Ilari Maasilta vom Nanowissenschaftszentrum der Universität nicht nur im hörbaren Bereich von Frequenzen (Hz-kHz), sondern auch bei Ultraschall (MHz) und Hyperschall (GHz), wenn die Vakuumlücke entsprechend klein ist.

„In den meisten Fällen ist der Effekt klein, aber wir haben auch Situationen gefunden, in denen die volle Energie der Welle mit 100 % Effizienz über das Vakuum springt, ohne jegliche Reflexionen. Daher könnte dieses Phänomen Anwendung in mikroelektromechanischen Komponenten (MEMS, Smartphone-Technologie) und in der Wärme-Steuerung finden.“

Communications Physics, doi: 10.1038/s42005-023-01293-y

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