En una investigación publicada en Avances de la ciencia , un grupo dirigido por científicos del Centro RIKEN de Ciencias de la Materia Emergente (CEMS) ha utilizado el principio de acoplamiento de magneto-rotación para suprimir la transmisión de ondas sonoras en la superficie de una película en una dirección mientras les permite viajar en la otra. Esto podría conducir al desarrollo de rectificadores acústicos, dispositivos que permiten que las ondas se propaguen preferentemente en una dirección. con aplicaciones potenciales en la tecnología de las comunicaciones.

Los dispositivos conocidos como rectificadores son extremadamente importantes en el desarrollo tecnológico. Los más conocidos son los diodos electrónicos, que se utilizan para convertir CA en electricidad CC, esencialmente haciendo posible la electrificación.

En el estudio actual, el grupo examinó el movimiento de las ondas acústicas superficiales (movimientos del sonido como la propagación de terremotos sobre la superficie de la Tierra) en una película magnética. Existe una interacción entre las ondas acústicas de la superficie y las ondas de giro, perturbaciones en los campos magnéticos dentro del material que puede moverse a través del material.

Las ondas de superficie acústicas pueden excitar las ondas de giro de dos formas. Uno, acoplamiento magneto-elástico, está muy bien documentado. Sin embargo, un segundo, acoplamiento de magneto-rotación, fue propuesto hace más de 40 años por Sadamichi Maekawa, uno de los autores del estudio actual, pero no fue verificado experimentalmente hasta ahora.

En el estudio actual, los autores encontraron que los dos mecanismos ocurren al mismo tiempo, pero bajo diferentes intensidades. Descubrieron que cuando la magnetización de la muestra magnética gira en la misma dirección que las ondas acústicas de la superficie, la energía de las ondas acústicas superficiales se transfiere de manera más eficiente a las ondas de giro, aumentando la rotación de la magnetización. De hecho, los investigadores pudieron identificar una configuración de acoplamiento unidireccional donde solo la energía de las ondas acústicas superficiales en una dirección podía transferirse a la rotación de la magnetización. También notaron que este efecto de rectificación era más pronunciado cuando el material magnético exhibía anisotropía magnética, lo que significa que había una dirección preferida de magnetización interna incluso antes de la aplicación de un campo magnético externo.

Mingran Xu de RIKEN CEMS, el primer autor del artículo, dice:"Fue muy emocionante mostrar que el fenómeno del acoplamiento por magneto-rotación realmente tiene lugar, y que se puede utilizar para suprimir por completo el movimiento de la energía acústica en una dirección ".

Jorge Puebla, también de RIKEN CEMS, dice:"Esperamos poder utilizar este trabajo para crear un 'diodo acústico' equivalente a los diodos electrónicos que son tan importantes. Podríamos hacer con relativa facilidad un dispositivo en el que la energía acústica se transfiera de manera eficiente en una dirección pero bloqueada en la otra . Esto está sucediendo en las frecuencias de microondas, que es el rango de interés para la tecnología de comunicación 5G, por lo que las ondas acústicas de superficie pueden ser un candidato interesante para esta tecnología ".