Une nano-oreille permet de détecter des sons de -60 dB

 

 

Une équipe de physiciens du cluster d’excellence « Nanosystems Initiative Munich » (NIM) dirigée par Andrey Lutich, de l’Université Ludwig-Maximilian de Munich (LMU – Bavière), a découvert un procédé permettant de détecter des sons jusqu’à -60 décibels (dB), une première. En comparaison, l’oreille humaine n’est capable de percevoir des ondes sonores qu’à partir de 0 dB [1].

L’élément central de cette nano-oreille est une unique particule d’or de 60 nanomètres. Celle-ci est maintenue en suspension à l’intérieur d’une goutte d’eau placée sur une lame à microscope. L’équilibre en suspension est assuré par un faisceau laser rouge grâce à l’effet d’un piège optique. Sous l’action d’une excitation acoustique, la nanoparticule d’or oscille parallèlement à la direction de propagation du son. Un microscope à fond noir associé à une caméra vidéo permet de détecter ces mouvements.

Dans le cas où le niveau sonore est extrêmement faible, ce dispositif optique ne permet pas de détecter directement la déviation de la particule. En examinant le spectre de fréquence du mouvement de la particule par transformation de Fourier, les chercheurs ont constaté que la fréquence de la source sonore est précisément renforcée. Des expériences menées à différentes fréquences sonores ont confirmé ce résultat, et ainsi la très haute sensibilité de la nano-oreille.

La nano-oreille permet de livrer des informations sur des mouvements infimes – produisant des sons très faibles – de cellules, organites cellulaires ou bien d’objets artificiels de taille microscopique. Et ceci en utilisant des techniques connues, sans avoir recours à des instruments de très haute technologie coûteux.

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[1] L’échelle des décibels est basée sur une fonction logarithmique. L’oreille humaine est la référence prise comme base : ln(1)=0, par conséquent tous les sons inaudibles par l’oreille humaine car trop faibles ont des valeurs négatives.

 

Pour en savoir plus, contacts :

– Cette découverte a fait l’objet d’une publication dans la revue « Physical Review Letters », téléchargeable à l’adresse suivante : http://prl.aps.org/abstract/PRL/v108/i1/e018101
– Prof. Dr. Jochen Feldmann, chaire de photonique et optoélectronique du département de physique de l’Université Ludwig-Maximilian de Munich – tél. : +49 (0)89-2180-3359 – email : feldmann@lmu.de

 

Sources :

« Mit dem Nano-Ohr in die Stille lauschen – Nanopartikel detektieren winzigste akustische Schwingungen », dépêche idw, communiqué de presse de l’Université Ludwig-Maximilian de Munich – 13/01/2012 – http://idw-online.de/pages/de/news459010

 

Rédacteurs :

Lucas Ansart, lucas.ansart@diplomatie.gouv.fr – https://www.science-allemagne.fr