Влияние дипольных вихрей на распространение звука в северо-восточной части Южно-Китайского моря

Мезомасштабные вихри — это большие, закрученные океанские течения, диаметр которых составляет километры. Эти вихри не являются постоянными, по сравнению с океанским Гольфстримом, но могут длиться порядка недель или месяцев и оказывают большое влияние на климат, циркуляцию и смесь тепла, соли и питательных веществ в океане. Учитывая их временный характер, мезомасштабные вихри также могут влиять на то, как звуковые волны перемещаются или распространяются, в зависимости от их размера, скорости, направления течения и местоположения. Понимание этих эффектов имеет решающее значение для точного обнаружения подводных целей и дальней связи. Северо-восточная часть Южно-Китайского моря имеет высокую вероятность развития антициклонических вихрей (АВ), которые вращаются по часовой стрелке из-за местных течений и ветрового напряжения. Когда АЭ развивается в этом регионе, он часто сопровождается циклоническим вихрем (ЦВ), который вращается против часовой стрелки, образуя дипольные вихри. Учёные из Китайской академии наук и Шаньдунского университета науки и технологий в Циндао, Китай, изучила три набора дипольных вихрей в Южно-Китайском море, чтобы лучше охарактеризовать их влияние на звуковые волны. Работа опубликована в журнале Ocean-Land-Atmosphere Research.

Когерентный акустический контроль орбитальных состояний дефектов в пределе сильного воздействия

Исследователи из Корнелльского университета продемонстрировали, что акустические звуковые волны можно использовать для управления движением электрона, вращающегося вокруг дефекта решетки в алмазе. Эта технология потенциально может повысить чувствительность квантовых датчиков и использоваться в других квантовых устройствах. Работа опубликована в журнале PRX Quantum. Был построен микроскопический динамик на поверхности алмазного чипа, который работал на частоте, соответствующей электронному переходу. Используя методы, которые применяются в магнитно-резонансной томографии, был продемонстрирован когерентный контроль одного электрона внутри алмазного чипа. Учёные сделали орбитальную версию спинового резонанса: взяли те инструменты, которые мы знаем из спинового резонанса, например, когерентный контроль и осцилляции Раби, и с помощью акустического резонатора в пару гигагерц отобразили это на орбитальные состояния и увидели, что эти методы по-прежнему применимы.

Теория хаоса выявляет дальнюю связь в случайном поведении гренландских китов

В статье, опубликованной в журнале Physical Review Research, группа ученых из Японии, Гренландии и Дании обнаружила закономерности в поведении китов, которые могут дать подсказки о том, как они добывают пищу и общаются. Учёные изучили за 144 дня погружения 12 гренландских китов, помеченных в заливе Диско, Западная Гренландия. Обнаружено, что киты, ищущие пропитание, ныряют глубже в дневное время весной, и это ныряющее поведение явно синхронизировано с их вертикально мигрирующей добычей. Исследовательская группа также сделала удивительное открытие: два гренландских кита ныряли синхронно в течение недели, даже когда они находились на расстоянии около ста километров друг от друга. Пара — самка и ещё одна особь неизвестного пола — иногда находилась на расстоянии пяти, а иногда и сотен километров друг от друга, однако они точно рассчитывали время своих погружений продолжительностью до недели, хотя и на разную глубину. Синхронизация наблюдалась, когда они находились в пределах акустического диапазона друг от друга, который может превышать 100 километров. Учёные не записывали звуки китов, чтобы определить, взаимодействовали ли они, поскольку это остается технически сложной задачей.

Анализ собственных колебаний усеченных конических оболочек, частично заполненных жидкостью

Ученые Лаборатории функциональных материалов Института механики сплошных сред добились значительных успехов в понимании динамики жидких структур. Их исследование, опубликованное в Международном журнале динамики механических систем, изучает вибрационное поведение конических оболочек, закладывая основу для достижений в области инженерного проектирования и безопасности. В работе классическая теория оболочек и акустические приближения используются для анализа вибрационного поведения усеченных конических оболочек, частично заполненных идеальной сжимаемой жидкостью. Динамическое поведение этих структур моделируется с помощью системы обыкновенных дифференциальных уравнений, решаемых с использованием обобщенного метода дифференциальных квадратур и метода ортогональной прогонки Годунова. Исследование определяет, как уровни жидкости и углы конуса влияют на собственные частоты оболочек при различных граничных условиях, включая конфигурации с простой опорой, жесткой заделкой и консольные конфигурации. Численный анализ показывает, что определенные конфигурации могут достигать более высоких собственных частот, чем эквивалентные цилиндрические оболочки.

Сильно связанные спиновые волны и поверхностные акустические волны при комнатной температуре

При комнатной температуре удалось создать сильную связь между двумя формами волн в тонкой пленке — магнонами и фононами. Так как обычные звуковые волны на поверхностях плохо связываются с магнитами, то были использованы поперечные звуковые волны, которые лучше для этого подходят. В эксперименте был использован наноструктурный резонатор поверхностных акустических волн, который ограничивает ультразвуковые волны в определенном месте и усиливает поперечные звуковые волны, обеспечивая сильную связь между поверхностными звуковыми волнами и магнитами в резонаторе. Благодаря этому исследователям удалось добиться сильной магнитно-звуковой связи в пленке Co₂₀Fe₆₀B₂₀ при комнатной температуре.

Строгий метод акустического позиционирования в реальном времени для сейсморазведки дна океана

В опубликованном исследовании в журнале «Спутниковая навигация» представлен метод акустического позиционирования в реальном времени, значительно повышающий точность картографирования дна океана для сейсмических исследований. Эта передовая стратегия преодолевает предыдущие препятствия в точном позиционировании донных геофонов. Было показано, что новый подход значительно повышает точность позиционирования донного геофона, переходя от ошибок метрового уровня к дециметровому уровню, а в некоторых случаях достигая точности сантиметрового уровня.

В МАИ разработали акустическую систему навигации с миллиметровой точностью

В Московском авиационном институте разработали акустическую систему, позволяющую определять положение объекта с точностью до нескольких миллиметров. Её можно применить в строительстве, на складах и в ангарах, где логистику осуществляют роботы, на промышленных предприятиях, в геодезии. Работа ведётся на базе студенческого конструкторского бюро «Сигнал». Руководитель проекта — старший преподаватель кафедры 410 «Радиолокация, радионавигация и бортовое радиоэлектронное оборудование» МАИ Василий Егоров.

Световые и звуковые волны выявляют отрицательное давление

Отрицательное давление — редкое и сложно обнаруживаемое явление в физике. Используя наполненные жидкостью оптические волокна и звуковые волны, исследователи из Института науки о свете Макса Планка (MPL) в Эрлангене открыли новый метод его измерения. В сотрудничестве с Институтом фотонных технологий Лейбница в Йене (IPHT) ученые из исследовательской группы квантовой оптоакустики под руководством Биргит Стиллер могут получить важную информацию о термодинамических состояниях.

Новый метод помогает точнее измерять космологические расстояния

После сложного статистического анализа около миллиона галактик группа исследователей из нескольких китайских университетов и Университета Кордовы смогла опубликовать результаты исследования в журнале Nature Astronomy. Более двух лет они работали над проектом, который позволит определять космологические расстояния с новой, большей степенью точности. В ходе исследования был разработан новый метод обнаружения так называемых барионных акустических колебаний (БАО). Эти волны, существование которых было впервые продемонстрировано в 2005 году, являются одними из немногих следов Большого взрыва, которые все еще можно обнаружить в космосе.

Вибрационные явления в стекле при низких температурах

Около полувека физики ломали голову над колебаниями стекла при низких температурах. Причина: стекло переносит звуковые волны и вибрации не так, как другие твердые тела — оно «вибрирует иначе». Но почему? А как правильно рассчитать распространение звука в стекле? Два физика из Констанцского университета, Матиас Фукс и Флориан Фогель, нашли решение, взяв за основу старую модель, созданную около 20 лет назад и в то время отвергнутую экспертами, и переработав ее. Их новый взгляд на старую теорию теперь опубликован в журнале Physical Review Letters.