7 de agosto de 2013

UMA CAMADA DE MICROESFERAS PODE RETARDAR ONDAS SONORAS

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Fotografia de uma matriz bidimensional de microesferas aderido a um substrato (crédito: Tian Gan)
MIT investigadores têm criado matrizes bidimensionais de 'micrograins' que pode retardar ondas acústicas, tanto a forma de cristais, especialmente concebidos e pode controlar a passagem de ondas de luz ou de outra.

O material granular se comporta como um cristal, com seus grãos close-embalados imitando o exato arranjo ordenado de átomos cristalinos.

Os pesquisadores dizem que a descoberta pode levar a uma nova forma de controlar as frequências em dispositivos eletrônicos, como celulares, mas com componentes que são apenas uma fração do tamanho daqueles atualmente utilizados para essa função. Em uma escala maior, que poderia levar a novos tipos de material de alto-blindagem para uso em combate ou por pessoal ou equipamento de segurança pública.
Um artigo sobre a pesquisa aparece na revista Physical Review Letters, escrito por Nicholas fang , a Brit e Alex d'Arbeloff Career Development Professor Associado em Design de Engenharia; Nicholas Boechler, ex-MIT agora pós-doutorado na Universidade de Washington, e quatro colegas -autores.

Microesferas guia e ondas sonoras lentas

A pesquisa sobre as propriedades dos materiais granulares - coleções de pequenos grãos, como areia ou pequenas contas de vidro - tornou-se "um campo rico e rápido desenvolvimento," escrevem os pesquisadores. Mas a maior parte dessa investigação tem incidido sobre as propriedades das partículas de areia de tamanho, cerca de um milímetro de diâmetro, Fang diz. O novo trabalho é o primeiro a examinar as diferentes propriedades das partículas que são cerca de um milésimo desse tamanho, ou um mícron de diâmetro, cujas propriedades eram esperados para ser "qualitativamente diferente."

Em seus experimentos, a equipe usou uma única camada de microesferas para orientar e diminuir as ondas sonoras (conhecidas como ondas acústicas de superfície, ou serras) viajam através de uma superfície, Fang diz.Os pesquisadores usaram as ideias que tinham anteriormente aplicados na pesquisa sobre controle de ondas de luz, diz ele, que envolveu o uso de cristais fotônicos.

SAWs são amplamente utilizados em dispositivos eletrônicos, como celulares, Fang diz que, "como os relógios que dão um único sinal de freqüência ... para sincronizar chips diferentes ou partes de um chip." Mas com o novo sistema ", podemos diminuir o tamanho do dispositivo" necessário para serras de processamento, diz ele. Hoje em dia os osciladores de serras são relativamente volumosos, Fang diz, mas a utilização de um material granular 2-D para guiar e retardar as ondas podem permitir que tais dispositivos sejam apenas um sexto a sua dimensão atual, estima.

Dispositivos menores, novos tipos de sensores

Além do mais, a natureza 2-D deste sistema poderia permitir que ele seja fabricado direita em um chip, junto com os circuitos de controle necessárias e outros componentes. Osciladores de hoje, pelo contrário, são tipicamente dispositivos separados colocados ao lado do conjunto de chips que os controla, Fang diz - para que, em casos onde o tamanho pequeno é importante, o novo trabalho tem o potencial para permitir dispositivos eletrônicos ainda menores.

O sistema poderia também ser utilizado para desenvolver novos tipos de sensores, tais como microbalanças capazes de medir pequenas alterações no peso, diz.

O mesmo princípio também pode levar a um novo tipo de explosão de blindagem de material, Fang sugere. Se as ondas acústicas - tais como as ondas de choque intensas de uma explosão - bater o material bidimensional em ângulo recto, muita energia pode ser convertida em ondas superficiais que são transportadas para o lado de fora do material. Um sanduíche de muitas camadas de tal material pode fornecer proteção substancial de uma explosão em uma forma leve e fácil de usar, embora tais aplicações provavelmente vai exigir ainda mais substancial de pesquisa, Fang diz.

John Page, professor de física e astronomia na Universidade de Manitoba, diz que este é "um trabalho de investigação de alta qualidade. ... Tenho certeza de que seus resultados serão amplamente aceita. "

O trabalho foi financiado pela Defense Threat Reduction Agency e da National Science Foundation.

Referência

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Deve-se estar sentado confortável com a coluna vertebral bem direita. Começamos por inspirar profundamente pelo nariz e expiramos pela boca. Visualizamos a inspiração em energia branca e pura e a expiração levando todas as toxinas e energias negativas em névoas negras. Seguidamente concentramo-nos na energia do universo, das estrelas, dos planetas e focalizamo-nos em inspirar essa energia, preenchendo-nos completamente com ela. Sentimos o nosso corpo envolvido e preenchido com essa energia de paz e amor universal. Mantemos esta sensação durante cerca de dois minutos e depois, lentamente, pensamos somente em inspirar paz. Pensamos na paz e concentramo-nos na respiração desse sentimento, um sentimento de paz. Quando expiramos, enviamos paz também para o universo, preenchendo-o. Fazer esta respiração durante cerca de dois minutos e está-se pronto para a Meditação da Luz Dourada. Visualizamos de seguida, que inspiramos uma luz dourada. Sentimo-la a entrar para os nossos pulmões e a espalhar-se por todo o nosso corpo. Fazêmo-lo nove vezes. Passamos a respirar regularmente pelo nariz. Depois, começamos a visualizar uma linha dourada desde a base da espinha até ao topo da cabeça. Visualizamos essa linha dourada da grossura de um fio de electricidade. Fazêmo-lo nove vezes. Visualizamos então a grossura do fio dourado a aumentar lentamente até atingir a grossura de um lápis. Sentimos a luz dourada desde a ponta da espinha até ao topo da cabeça. Novamente sentimos a expansão da grossura da luz dourada até atingir a grossura de um dedo a fluir desde o topo da cabeça até à base da espinha. Agora, sentimos a luz a expandir-se para uma coluna de luz dourada que flui desde a base da espinha até o topo da cabeça. Visualizamos esta bela coluna de luz dourada a expandir-se lentamente até nos envolver completamente todo o corpo. Ficamos a sentir, pacificamente, essa luz dourada a envolver-nos. Agora, lentamente visualizamos a coluna de luz que nos envolve, a transformar-se num grande ovo de luz dourada que nos envolve completamente. Sentimos a sua paz e também a sua protecção. Tudo o que está dentro desse ovo cintila de energia, alimenta a nossa aura de energia e fortalece-a. Ficamos durante cerca de dois minutos sentindo-nos envolvidos por esse ovo de luz dourada. Depois, começamos a visualizar o encolhimento do ovo dourado. Primeiro sentindo-o voltar à forma de coluna, e depois lentamente sentimo-la encolher até à base da espinha e ao topo da cabeça. Depois sentimo-la a encolher lentamente até ficar do tamanho de um dedo, depois de um lápis, e finalmente, da grossura dum único fio dourado. Agora, sentimos a energia desse fio dourado a fluir desde a base da espinha até ao topo da cabeça e focalizamo-nos no ponto de intersecção das linhas do terceiro olho e do topo da cabeça. Respiramos por nove vezes, sentindo a energia da luz dourada nesse local da cabeça e depois, deixamos a energia fluir de novo para a boca, estômago, baixo abdómen, deixando-a dissolver-se aí lentamente. Respiramos fundo mais umas quantas vezes e sentimos toda a paz e protecção que essa luz dourada nos proporcionou. Sentimos que podemos fazer esse exercício sempre que quisermos, envolver-nos nessa luz dourada e fortalecer a nossa aura com a sua protecção e energia.

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