Çoğu insan doğum öncesi görüntülemedeki rolü ile ultrason hakkında bilgi sahibidir: yansıyan ses dalgalarından oluşan bir bebeğin gri hatları…
“Akustik diyot” olarak adlandırılan yeni bir teknoloji Çin’in Nanjin Üniversitesi’ndeki araştırmacılar tarafından öngörüldü ve bu öngörülen diyotun ses dalgaları ile aktarılan gelecekteki ultrason görüntülerinin çarpıcı bir şekilde iyileştirmesi bekleniyor.
Bu sıfır kırıcı indis ortamlı prizmadan yapılan “akustik diyot”un şematik bir gösterimidir. Bu prizma sadece soldan (pozitif yansıma) gelen akustik dalgalarının geçmesine izin veriyor ama sağdan gelen (negatif yansıma) dalgaları da engelliyor.Credit: Urbana/ B. Liang
Applied Physics Letters dergisinde, yayınladıkları bir makale ile bilim insanları bir akustik diyotu teorik çerçevede tanımladılar. Bu aygıt elektrik impulsların tek yönlü aktarımı ile kontrol edilen bir elektriksel diyot gibi aynı şekilde ses dalgaların da tek yönlü aktarılmasını elde eden bir aygıt özelliğini taşımaktadır.
Araştırmacı Jian-Chun Cheng’in de açıkladığı gibi, sesin tek yönlü akışı birbiri ile girişim içinde olan ve aynı zamanda iki yönde hareketli olan ses dalgalarının neden olduğu akustik bozuklukları ortadan kaldırarak daha parlak ve daha net ultrason görüntülerinin elde edilmesini sağlayacak. Eğer deneysel olarak da bu diyot geliştirilirse, medikal cihazlarda kullanımı ile bir gün doğum öncesi daha net fotoğraflar elde edebiliriz.
Akustik Diyot Nasıl Çalışır?
Ses dalgaları kolaylıkla iki yönde akarlar. Henüz doğada, bir yönde sesin toplam yansımasının hava-su arayüzeyinde meydana geldiği bilinmektedir. Bu araştırmacılara bir akustik diyotun toplam tek yönlü yansımayı oluşturmak için bir asimetrik prizma kullanılarak akustik dalgaların aktarılmasıyla inşa edilebileceği fikrini verdi.
Araştırma grubunun geliştirdiği teorik model doğada bulunmayan bir Sıfıra-yakın İndisli Metamalzeme (ZIM) ve bir prizma üzerine temellendirildi. Bu modelde, prizma ve sıfıra yakın indise sahip metamalzeme iki zıt taraftan gelen bir yansıtıcı sınıra vuran akustik dalgaların yüksek aktarımlılık tesirini oluşturmak için kullanıldı.
Teoride, Dr. Cheng’in açıklamasına göre “Bu eşsiz bir tünelleme etkisi ve çıktı dalgaformu gibi bir benzeri görülmemiş bir özellik üretecektir. Çıktı dalgaformunu böyle özel kılan ise bir sınır boyunca hareket eden dalgalar ile tutarlı olması.”
Fizik bilimindeki gelişmelerden biri olan akustik diyotun deneysel olarak da incelenmesi günün birinde farklı teknolojilerde kullanılmasını da beraberinde getirebilir.
Gökhan Atmaca, MSc. facebook.com/anadoluca | twitter.com/kuarkatmaca
Nanoölçek Aygıtlar ve Taşıyıcı İletimi Grubu
Kuark Moleküler NanoBilim Araştırma Grubu
Kaynak:
http://phys.org/news/2013-11-acoustic-diode.html
