Jacob Hoover
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Stellen Sie sich vor, Sie setzen sich mit einer Gruppe von Freunden zum Abendessen, wenn ein Laser die Wassermoleküle in Ihrem Ohr kitzelt.
"Sie müssen sofort nach Hause", ruft Ihr älteres Kind. Der Jüngere ist gefallen und hat sich das Knie geschnitten und braucht möglicherweise Stiche.
Sie stehen auf, entschuldigen sich und gehen zum Ausgang. Ihre Freunde haben keine Ahnung warum, aber nehmen an, Sie haben im lauten Raum eine Nachricht gehört, die für den Rest von ihnen unhörbar ist und die durch Laserlicht in Ihr Ohr übertragen wird.
Das haben sich die zukünftigen Wissenschaftler am MIT vorgestellt, als sie ein Lasersystem entwickelten, mit dem Schall mithilfe von Laserlicht durch einen Raum gesendet werden kann.
Ihre Methode ist nicht die erste, die Schallwellen mit Lasern überträgt. Aber es ist am lautesten. Ihre Maschine, die in einem Artikel beschrieben wurde, der am 25. Januar in der Zeitschrift Optics Letters veröffentlicht wurde, beruht darauf, dass ein Laser mit dem Ohr eines Menschen über die Wassermoleküle in der Luft hin und her bewegt wird. Diese wackelnde Bewegung (ausgeführt mit einem schnell zuckenden Spiegel) bringt die Moleküle in Bewegung, wodurch sie gegen die umgebenden Luftmoleküle schlagen und Schallwellen erzeugen. [Was ist das für ein Lärm? 11 Seltsame und mysteriöse Klänge auf der Erde und darüber hinaus]
Es wird nicht so viel Wasser benötigt.
"Dies kann auch unter relativ trockenen Bedingungen funktionieren, da fast immer ein wenig Wasser in der Luft ist, insbesondere in der Nähe von Menschen", sagte Charles Wynn, Leiter des Forschungsteams, in einer Erklärung. "Wir haben festgestellt, dass wir nicht viel Wasser benötigen, wenn wir eine Laserwellenlänge verwenden, die sehr stark vom Wasser absorbiert wird. Dies war der Schlüssel, da die stärkere Absorption zu mehr Schall führt."
Andere Methoden, die derzeit entwickelt werden, erzeugen klarere Klänge. Aber diese Methoden (wie das schnelle Ein- und Ausschalten eines Lasers zum Wackeln der Wassermoleküle) machen keine so lauten Geräusche wie die Wackelmethode. (Die Forscher nennen es eher "fegen" als wackeln.)
Der Sinn all dessen ist es, Nachrichten an Personen in einer Menschenmenge zu senden, ohne sie über Lautsprecher zu sprengen.
"Die Fähigkeit, hoch zielgerichtete Audiosignale über Funk zu senden, könnte genutzt werden, um über laute Räume hinweg zu kommunizieren oder Personen vor einer gefährlichen Situation wie einem aktiven Schützen zu warnen", heißt es in der Erklärung.
In der Arbeit sagten die Forscher, dass einige Laser-Sound-Techniken vom Militär entwickelt werden.
Ein bemerkenswerter Punkt ist, dass das zugrunde liegende Konzept hier nicht sehr neu ist. Das Papier stellt fest, dass Alexander Graham Bell, der das erste praktische Telefon erfand, bereits 1880 zusammen mit einem Partner namens Charles Sumner Tainter ein Gerät patentierte, das Geräusche über Licht übertrug.
Der "Photophon-Sender" von Bell und Tainter war ein vorgeschlagenes "Instrument zur Steuerung eines Strahlungsstrahls und zur Verleihung eines variierenden Charakters, wodurch der Strahl beim Fallen auf ein geeignetes Empfangsinstrument zur Erzeugung von Schall gebracht werden kann".
Mit anderen Worten: Wackeln Sie mit dem Licht über ein Material, und es sollte ein Ton entstehen.
Die Hauptunterschiede im modernen MIT-System bestehen natürlich darin, dass das Empfängermaterial nur Umgebungswasserdampf ist und dass das Licht ein Präzisionslaser ist. Das zugrunde liegende Konzept ist jedoch dasselbe.
Der nächste Schritt für das MIT-Gerät, so die Forscher, besteht darin, es im Freien und auf größere Entfernung auszuprobieren.
Wenden Sie sich an die Autoren, um weitere Informationen darüber zu erhalten, wie es tatsächlich ist, die laserübertragten Geräusche zu hören, und aktualisieren Sie diesen Artikel, wenn sie antworten.
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