Un proverbio dice que “del escuchar procede la sabiduría”, pero ¿qué pasa si uno escucha sin ser escuchado? Si usted es un sabio o un espía, o un espía sabio, le gustará saber que la simetría fundamental de las ondas de sonido que viajan a través del aire entre dos puntos puede ser rota por un pequeño dispositivo. Unos investigadores de la Universidad de Texas, generaron un circulador electrónico que permite el transporte de sonido a través del aire en una sola vía.
Los circuladores electrónicos son usados en los radares, aparatos no recíprocos de tres puertos en los que las señales de radio son trasmitidas de un puerto al otro en una manera secuencial. Si uno de los puertos no es utilizado, el circulador funciona como un aislante y permite que las señales fluyan de un puerto a otro, pero no que regresen.
Los autores de este trabajo observaron que el mismo modelo puede servir para ondas de sonido que viajan en el aire, y así desarrollaron un circulador acústico de tres puertos, el primero en su tipo. Este nuevo circulador puede transmitir ondas acústicas en una dirección, pero bloquearlas en el otro, en una manera lineal y sin distorsión. Esto significa que existe un mecanismo físico para romper la simetría de inversión temporal y, subsecuentemente, inducir la transmisión no recíproca de ondas.
El circulador de aire tiene en el centro una cavidad resonante en forma de anillo con tres pequeños ventiladores que hacen circular el flujo de aire a una velocidad específica. El anillo está conectado a tres puertos, a su vez conectados a un micrófono que graba el sonido. En su experimento, los investigadores transmitieron el sonido desde el puerto 1. Si los ventiladores estaban apagados, la señal que emitía el puerto 1 se dividía de forma simétrica dentro de los puertos 2 y 3. Sin embargo, cuando ellos prendían los ventiladores para que permitieran el flujo moderado de aire hacia el anillo, la simetría de transmisión se rompía y la señal del puerto 1 fluía directamente al puerto 2 y el puerto 3 se quedaba completamente aislado. El mecanismo se repitió cuando se cambiaron los papeles de emisor-recibidor entre puertos, pero la señal nunca fluyó en la dirección opuesta.
Este dispositivo abre la puerta a muchas posibilidades en términos de acústica, pues dará paso a que se desarrollen sistemas que controlen el ruido, servirá como nuevo equipo acústico para sonares y sistemas de comunicación de sonido, y mejorará pequeños componentes para imaginología y detecciones acústicas. Así mismo, el concepto se podrá emplear para construir circuladores electrónicos pequeños, simples y baratos y otros componentes para aparatos sin cables o para crear comunicación en un sentido con canales de luz.
Bibliografía:
Artículo original en Science | Nota en Sciencedaily | Nota original en el blog de Historias Cienciacionales