Les scientifiques de Yale ont montré comment améliorer la durée de vie des ondes sonores traversant le verre, le matériau au cœur des technologies de la fibre optique. La découverte sera décrite dans l'édition de janvier de la revue Matériaux naturels .

L'expérience quotidienne nous dit que le verre (silice) est hautement transparent. En réalité, la silice est l'un des matériaux les plus transparents sur terre. La lumière peut se propager sur des dizaines de kilomètres dans la silice avant de subir un affaiblissement notable. Cette transparence, combiné avec la formabilité du verre et son faible coût, C'est pourquoi le verre est utilisé dans tant de technologies de fibre optique qui façonnent l'ère de l'information.

Pourtant, la silice a aussi un côté mystérieux. À température ambiante, la silice est un excellent matériau acoustique. Vous pouvez le démontrer en tapotant un verre à vin avec une fourchette et en l'écoutant sonner pendant plusieurs secondes. Cependant, en contraste frappant avec la plupart des matériaux, cette résonance est rapidement atténuée lorsque le verre est refroidi à des températures cryogéniques.

Ces propriétés acoustiques particulières sont au cœur des mystères de longue date de la physique du verre. Dans les années 1960, les scientifiques ont découvert de nombreuses propriétés déconcertantes du verre :il conduisait la chaleur beaucoup moins efficacement que prévu, et il s'est réchauffé beaucoup plus lentement que prévu. Ces découvertes déroutantes ont finalement été expliquées par des absorbeurs localisés dans le verre qui interagissent avec les ondes sonores de la même manière que les atomes interagissent avec la lumière. À ce jour cependant, la vraie nature de ces "atomes acoustiques" n'est pas entièrement comprise.

En outre, l'absorption par ces « atomes acoustiques » a une autre conséquence qui intrigue les scientifiques. À basse température, l'amplitude d'une onde sonore affecte la durée pendant laquelle elle sonnera. Grosso modo, cela signifie que vous pouvez allonger la sonnerie de votre verre à vin en allumant votre chaîne stéréo, ce qui fait vibrer le verre à des fréquences totalement différentes. De plus, la durée de la sonnerie augmente au fur et à mesure que le volume stéréo augmente.

Les scientifiques de Yale ont utilisé ce concept pour contrôler la durée de vie du son dans le verre. En projetant une lumière laser dans des guides d'ondes à fibre optique en verre, ils ont pu sonder et générer des ondes acoustiques dans le cœur de la fibre. En générant une onde acoustique intense à une fréquence (c'est-à-dire "allumer la stéréo") et en sondant à une autre ("tapoter un verre de vin"), les chercheurs ont pu prolonger la durée de vie d'une onde sonore.

Les chercheurs ont dit que parce que le verre est l'épine dorsale d'une gamme de technologies de pointe, les résultats ouvrent la possibilité de nouvelles formes de détection et de traitement de l'information de haute précision.

"Notre travail franchit une étape importante vers une dynamique sonore conçue dans le verre, " a déclaré Peter Rakich, professeur adjoint de physique appliquée et de physique à Yale et chercheur principal de l'étude.