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 (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans...) 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 ( Le fait de suspendre des particules En chimie, la suspension désigne une dispersion de particule. En géomorphologie, la suspension est un mode de transport des sédiments. Le fait de suspendre un objet En...) à l'intérieur d'une goutte d'eau (L’eau (que l'on peut aussi appeler oxyde de dihydrogène, hydroxyde d'hydrogène ou acide hydroxyque) est un composé chimique simple, mais avec...) placée sur une lame à microscope. L'équilibre en suspension est assuré par un faisceau laser (L'effet laser est un principe d'amplification cohérente de la lumière par émission stimulée. Laser est l'acronyme anglais de « Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation » (en français, « amplification de...) rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.) grâce à l'effet d'un piège optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière et de ses relations avec la vision.). Sous l'action d'une excitation acoustique (L'acoustique est une branche de la physique dont l'objet est l'étude des sons et des ondes mécaniques. Elle fait appel aux phénomènes ondulatoires et à la mécanique...), la nanoparticule d'or oscille parallèlement à la direction de propagation du son. Un microscope à fond noir associé à une caméra (Le terme caméra est issu du latin : chambre, pour chambre photographique. Il désigne un appareil de prise de vues animées, pour le cinéma, la télévision ou la vidéo.) vidéo (La vidéo regroupe l'ensemble des techniques, technologie, permettant l'enregistrement ainsi que la restitution d'images animées, accompagnées ou non de son, sur un support adapté à l'électronique et...) 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 (La fréquence est le nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit pendant une durée déterminée. La fréquence est l'inverse (au sens mathématiques) de la période. On note . Si l'unité de temps choisie est la seconde,...) 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 (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) coûteux.

Note:

(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.