-
Un grupo de investigadores de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M), en colaboración con científicos chinos de la Universidad de Nanjing (NJU), ha diseñado un nuevo tipo de aislantes acústicos que permite arrinconar las ondas de sonido en las esquinas
La investigación se enmarca en el campo de estudio de la física de la materia condensada, más concretamente en el ámbito de los materiales topológicos, que son sólidos que se comportan como aislantes eléctricos en su interior al tiempo que permiten la conducción eléctrica en la superficie. Otra de las características que hace que estos materiales sean interesantes es que están “topológicamente protegidos”, es decir, una señal permanece robusta e insensible ante la presencia de impurezas y defectos del material.
Varias investigaciones recientes han mostrado que los aislantes topológicos de orden superior pueden concentrar la energía en las esquinas. Y lo que han hecho ahora los científicos de la UC3M y de la NJU ha sido “traducir” este fenómeno conocido en la teoría de la física cuántica a la acústica clásica para conseguir focalizar la energía acústica en las esquinas.
Explicación intuitiva a través de la escultura “Órgano”
Para explicar el proceso de forma intuitiva, los investigadores ponen como ejemplo la escultura “Órgano” de Eusebio Sempere, situada en los jardines de la Fundación Juan March en Madrid (ver imagen). Se trata de una escultura compuesta por barras de aluminio hueco separadas entre sí unos centímetros y colocadas en una red cuadrada. En el año 1995 unos científicos españoles demostraron que la escultura era capaz de atenuar el sonido.
Partiendo de esta idea, se han realizado diversos estudios en los que juntando dos cristales con diferentes topologías se conseguía que el sonido se transportara únicamente a través de la interfaz entre ambos. “En este caso, hemos dado un paso más. La estructura de estudio está formada por dos cristales sónicos con diferente topología colocados de forma concéntrica. Esta nueva configuración hace que el sonido no se pueda transmitir a través de toda la estructura, sino que se focalice únicamente en las esquinas existentes entre ambos cristales. La intensidad del sonido en cada una de estas esquinas dependerá de las propiedades físicas consideradas”, explica uno de los autores del estudio, Johan Christensen, del departamento de Física de la UC3M.
