Американские физики создали особое устройство-«циркулятор», способное передавать звуковые волны только в одном направлении, что поможет создать системы безопасной коммуникации, идеальную звуковую изоляцию и необычные научные приборы, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.

«Если смотреть на наше открытие шире — мы показали в нашей статье, что существует физический механизм, позволяющий "нарушать» симметрию физических законов при инверсии времени, что открывает возможности по использованию аналогичных приборов за пределами акустики. Используя ту же самую концепцию, можно создать дешевые электронные циркуляторы, а также однонаправленные световоды для оптоволоконной связи", — заявил Андреа Алу из университета Техаса в городе Остин (США).

Алу и его коллеги изучали так называемый эффект Зеемана — расщепление спектра атома на несколько составляющих под действием сильного магнитного поля. Данный эффект возникает благодаря тому, что взаимодействие внешнего магнитного поля и электронов, движущихся по орбиталям вокруг ядра атома, препятствует движению части вырабатываемых ими фотонов в определенных направлениях.

Авторы статьи предположили, что такой же эффект «избирательной пропускаемости» можно реализовать и для акустических волн, если создать гигантский «атом» с набором из нескольких «электронов». Реализация этой задачи оказалась на удивление простой — физикам удалось собрать такое устройство из емкости-резонатора с тремя звуководами, которая была поделена на три сегмента при помощи микровентиляторов.

Коллективное вращение этих вентиляторов заставляет звуковые волны вести себя примерно так же, как и фотоны в «настоящем» эффекте Зеемана. Благодаря этому звук передавался по часовой стрелке между двумя соседними «портами» и не попадал в третий сегмент.

Главным недостатком такой конструкции является то, что вентиляторы могут сломаться, и ученые планируют ликвидировать этот недостаток уже в следующей своей работе.