Пьезоэлектрические кристаллы, закреплённые снаружи и внутри металлической стенки, образуют невидимый энергетический канал. Внешний кристалл, получив переменный электрический ток, начинает вибрировать — его механические колебания, словно рябь на воде, разбегаются по металлу во все стороны. Достигая внутреннего кристалла, эта дрожь преобразуется обратно в электричество благодаря прямому пьезоэффекту — способности материала генерировать напряжение при деформации.
Исследователи детально изучили две моды акустических колебаний: продольные (сжатие-растяжение, подобно точечному удару по водной глади) и радиальные (раздувание-сжатие, как толчок надутого шара). Выбор оптимальной моды зависит от геометрических размеров системы. Для быстрой оценки пригодности конкретной пары кристаллов учёные предложили метод, напоминающий анализ ряби на разных частотах: подобно тому, как камешки разного размера порождают круги различного диаметра на пруду, частотный отклик системы сразу показывает, способна ли она передавать мощность, достаточную для практических задач.
Неожиданным результатом стало то, что через такую «вибрационную рябь» удаётся передавать сотни ватт — достаточно для питания серьёзного оборудования. Это открывает путь к решению проблемы энергоснабжения в герметичных контейнерах: от химических реакторов, где недопустимы сквозные отверстия, до космических спутников, требующих полной изоляции внутреннего объёма. И хотя гравитационные волны — тоже всепроникающие возмущения пространства-времени, наш метод, основанный на обычных механических колебаниях, прост и осязаем, как круги от упавшего в пруд яблока.
Самый простой пьезоэлектрик — сахар: если раздавить кубик сахара в темноте, можно увидеть слабые искры.