วัสดุอะคูสติกธรรมชาติที่พบบนปีกของผีเสื้อกลางคืนบางชนิดสามารถช่วยให้แมลงเหล่านี้หลีกเลี่ยงการถูกค้างคาวกินได้ ตามที่ และเพื่อนร่วมงานจากมหาวิทยาลัยบริสตอลแห่งสหราชอาณาจักรกล่าว ทีมงานพบว่าการสั่นของเกล็ดปีกควบคู่กันไปทำให้แมลงเม่าสามารถดูดซับอัลตราซาวนด์ในช่วงความถี่ที่กว้างได้ การค้นพบนี้อาจนำไปสู่การพัฒนาวัสดุป้องกันเสียงที่ได้รับแรงบันดาลใจจากชีวภาพ
ซึ่งมีศักยภาพ
ในการทำงานที่ดีกว่าการออกแบบในปัจจุบัน ในฐานะที่เป็นแหล่งสำคัญของเหยื่อในการหาตำแหน่งของค้างคาว แมลงเม่าอยู่ภายใต้แรงกดดันทางวิวัฒนาการที่จะหลบเลี่ยงการจับกุม แม้ว่าแมลงเม่าหลายชนิดจะได้ยินอัลตราซาวนด์ที่ค้างคาวใช้ได้ดี แต่อีกหลายสายพันธุ์ก็ขาดความสามารถนี้
แมลงเหล่านี้ใช้การอำพรางเสียงเพื่อหลีกเลี่ยงการตรวจจับ สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับคลื่นเสียงที่กระจายหรือถูกดูดซับโดยโครงสร้างขนาดความยาวคลื่นย่อยบนปีกของผีเสื้อกลางคืน นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาโครงสร้างวัสดุที่คล้ายกันบนปีกผีเสื้อ ซึ่งอาจมีคุณสมบัติพิเศษทางแสงที่สร้างสีรุ้งสดใส
อย่างไรก็ตาม สเกลเหล่านี้ไม่เหมาะสำหรับการซับเสียง ทำให้ทีมตั้งคำถามว่าปีกของแมลงเม่าแตกต่างกันอย่างไร ในการศึกษาของพวกเขา นัก วิจัยได้ตรวจสอบกลไกการดูดซับเสียงของผีเสื้อกลางคืนที่ไม่มีหูสองชนิด ได้แก่ กล้องจุลทรรศน์และเอกซ์เรย์ เริ่มแรกพวกเขาใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน
แบบส่องกราดและการตรวจเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ขนาดเล็กเพื่อศึกษารูปร่างและการจัดเรียงของเกล็ดปีกของทั้งสองสายพันธุ์ ภาพดังกล่าวเผยให้เห็นการเรียงกระเบื้องที่ทับซ้อนกันของตาชั่งรูปใบพาย โดยมีก้านติดอยู่กับเมมเบรนที่แข็งและน้ำหนักเบา โดยทั่วไปชั้นเหล่านี้มีความหนาน้อยกว่า 0.3 มม.
ซึ่งสั้นกว่าความยาวคลื่นอัลตราซาวนด์ที่ค้างคาวใช้มาก ในการทดลองต่อมา โฮลเดอร์และเพื่อนร่วมงานได้แสดงให้เห็นว่าชั้นเหล่านี้สามารถลดคลื่นเสียงได้อย่างมีนัยสำคัญภายในช่วงความถี่อัลตราซาวนด์ที่กว้าง เสียงที่ความถี่ต่ำถึง 20 kHz จะถูกดูดซับ และเลเยอร์จะแสดงการดูดซับสูงสุด 72% ที่ 78 kHz
นักวิจัย
ใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อหากลไกที่รับผิดชอบคุณสมบัติการดูดซับขั้นสูงเหล่านี้ เกล็ดจะแตกต่างกันอย่างมากในแง่ของขนาดและรูปร่าง ขึ้นอยู่กับตำแหน่งบนปีก ทีมงานพบว่าสิ่งนี้นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงของความถี่เรโซแนนซ์ตามธรรมชาติของเครื่องชั่ง นอกจากนี้ แบบจำลองของพวกเขา
ยังเผยให้เห็นความสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งระหว่างการสั่นสะเทือนของสเกลข้างเคียงบนเมมเบรนที่ใช้ร่วมกัน ซึ่งหมายความว่าโดยรวมแล้ว สเกลจะทำหน้าที่ลดคลื่นอะคูสติกในช่วงความถี่ที่กว้าง สิ่งนี้แตกต่างจากพฤติกรรมเสียงของปีกผีเสื้ออย่างสิ้นเชิง ซึ่งสเกลที่สม่ำเสมอสามารถสะท้อนได้เฉพาะ
ในกระจุกขนาดเล็กที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่นเท่านั้น ปีกของผีเสื้อกลางคืนทั้งสองชนิดเป็นตัวอย่างแรกที่ได้รับการยืนยันของวัสดุอะคูสติกตามธรรมชาติ การออกแบบของพวกเขาสามารถเลียนแบบเพื่อสร้างแผ่นกันเสียงที่มีน้ำหนักเบาและบางเฉียบ โดยมีศักยภาพที่จะมีประสิทธิภาพเหนือกว่าตัวดูดซับ
ภายในโซลิตัน คุณสมบัติทางกายภาพหลักที่ทำให้การบีบโซลิตันเป็นไปได้คือความไม่เชิงเส้นของไฟเบอร์ นอกเหนือจากการทำหน้าที่เป็น “กาว” ที่ทำให้โซลิตอนอยู่ด้วยกันเมื่อเผชิญกับการกระจายตัว ปฏิสัมพันธ์แบบไม่เชิงเส้นระหว่างโฟตอนทำให้เกิดความสัมพันธ์ทางควอนตัมที่ทำให้ความผันผวน
ของแพ็กเก็ตคลื่นสองชุดที่สังเกตได้ในโซลิตันนั้นแปรผันไปพร้อม ๆ กัน แม้ว่าเวฟแพ็กเก็ตแต่ละอันจะแตกต่างกันไปตามการสุ่มวิธีหนึ่งในการทำความเข้าใจสิ่งนี้คือการมองว่าปฏิสัมพันธ์แบบไม่เชิงเส้นระหว่างโฟตอนเป็นกระบวนการที่โฟตอนคู่หนึ่งทำลายกันเองเพื่อสร้างสถานะเสมือนของโพลาไรเซชัน
ในเส้นใย
โพลาไรเซชันเสมือนนี้จะหายไปทันทีเพื่อสร้างโฟตอน “แฝด” หนึ่งคู่ที่มีความผันผวนสัมพันธ์กัน กระบวนการนี้สร้าง “สายสัมพันธ์ฉันพี่น้อง” ในหมู่โฟตอนที่ช่วยจัดโครงสร้างโซลิตัน และสิ่งนี้จะคงอยู่แม้ในขณะที่โฟตอนแต่ละตัวรวมเข้ากับฝูงโฟตอนอื่นๆ จำนวนมาก เช่นเดียวกับสายสัมพันธ์
ในครอบครัวที่เป็นรากฐานของโครงสร้างภายในของฝูงนกที่อพยพย้ายถิ่น ตราบใดที่นกแต่ละตัวยังมีชีวิตความสัมพันธ์เชิงควอนตัมเหล่านี้แสดงให้เห็นแล้วในการทดลองล่าสุดในเมืองเออร์ลังเงิน และเพื่อนร่วมงาน “หั่น” โซลิตันออกเป็น 15 ช่วงสเปกตรัมและฟังก์ชันความสัมพันธ์ที่วัดได้
สำหรับความผันผวนของความเข้มระหว่างคู่ของช่วงเวลาเหล่านี้ พวกเขาวัดฟังก์ชันความสัมพันธ์คู่ทั้งหมด 105 คู่เพื่อสร้างแผนที่ของความสัมพันธ์ควอนตัมภายในพัลส์ (รูปที่ 2) แผนที่นี้แสดงให้เห็นว่าความผันผวนของจำนวนโฟตอนขององค์ประกอบสเปกตรัมต่างๆ ของโซลิตอนมีความสัมพันธ์กัน
อย่างมากหรือต่อต้านความสัมพันธ์กัน (กล่าวคือ พวกมันต่างกันไปในความหมายเดียวกันหรือในความหมายตรงกันข้าม) ราวกับว่าพวกมันประกอบด้วย “ฝาแฝด” . การทดลองเหล่านี้เผยให้เห็นแง่มุมหนึ่งของโครงสร้างควอนตัมภายในอันซับซ้อนของออปติคัลโซลิตันที่เป็นรากฐานของการบีบตัว
การทดลองนี้โดดเด่นด้วยเหตุผลสองประการ ประการแรกมันทำให้เกิดการบีบตัวในระดับสูง ประการที่สอง การทดลองใช้เทคโนโลยีไฟเบอร์ที่ใช้งานได้จริง ซึ่งหมายความว่าอุปกรณ์สำหรับบีบโซลิตันสามารถรวมเข้ากับระบบสื่อสารไฟเบอร์จริงได้อย่างง่ายดายที่มีรูพรุนหนาซึ่งใช้สำหรับฉนวนกันเสียง
และแม้ว่าความเข้าใจของเราเกี่ยวกับความสัมพันธ์อันละเอียดอ่อนระหว่างปฏิสัมพันธ์แบบไม่เชิงเส้นกับความผันผวนของควอนตัมยังไม่ถึงขั้นที่สามารถส่งผ่านจากการวิจัยไปสู่การพัฒนาได้ แต่เราก็สามารถจินตนาการถึงพื้นที่ที่เป็นไปได้ของการใช้งานสำหรับโซลิตอนที่ถูกบีบ
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
