새로운 음파 현상 발견

음향파의 독특한 전파 현상이 발견되어 음향 장치를 사용한 첨단 통신 기술을 개발할 수 있는 길을 열었습니다. 이 연구는 도호쿠 대학의 재료 연구소가 주도했으며, 일본 원자력 기구와 RIKEN Center for Emergent Matter Science와 협력했습니다.

표면 음향파(SAW)는 연못의 잔물결처럼 물질 표면을 따라 전파되는 탄성 진동으로, 현대 통신 기술에서 중요한 역할을 합니다.

이는 휴대폰과 같은 일상적인 기기에 사용되는 주파수 필터의 핵심 부품입니다.

이러한 장치는 압전 효과를 통해 전기 신호를 진동 또는 "리플"로 변환하여 효율적인 신호 처리를 가능하게 합니다.

따라서 미래 기술을 발전시키기 위해서는 SAW 행동에 대한 보다 깊은 이해가 필수적입니다.

이 실험에서 연구팀은 고급 나노 제조 기술을 사용하여 나노스케일 자성 물질의 주기적 배열을 만들었습니다.

자기 나노스케일 배열은 파동이 통과하는 특수한 격자로 생각할 수 있습니다.

놀랍게도 연구팀은 전형적인 대칭 회절 패턴 대신 "비상호 회절"이라 불리는 SAW의 완전히 새로운 비대칭 회절 현상을 관찰했습니다.

"이 현상은 이전에 광학에서만 관찰되었습니다." Yoichi Nii가 말했습니다. "그래서 그것이 광학을 넘어 다른 파동 현상으로 확장된다는 것을 확인하게 되어 매우 기쁩니다."

연구팀은 이론적 분석을 통해 이러한 비대칭적 거동이 SAW와 자성체 간의 독특한 상호작용, 특히 각운동량과 관련된 상호작용에서 발생한다는 것을 확인했습니다.

이번 발견은 자기장을 사용하여 SAW 전파 경로를 정밀하게 제어할 수 있게 해주고, 고전적 통신 기술과 양자적 통신 기술을 모두 발전시키는 혁신적인 음향 장치의 개발로 이어질 수 있습니다.

SAW의 새로운 특성을 발견하는 것은 차세대 통신 시스템 및 장치를 개발하는 데 필수적입니다.

해당 연구는 2025년 1월 14일 Physical Review Letters 에 게재되었습니다.


출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/01/250129121353.htm

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