Физики продемонстрировали отрицательное преломление звуковых волн

N+1Наука

Синтетическое калибровочное поле вынудило звук преломляться отрицательно

Физики экспериментально продемонстрировали отрицательное преломление звуковых волн в акустических метаматериалах, вызванное возникновением синтетического калибровочного поля. Они показали, что на основе этого эффекта можно создать одностороннее зеркало и волновод. Исследование опубликовано в Science Advances.

Марат Хамадеев

Источник: Yihao Yang et al. / Science Advances, 2021

Очень часто принципы и эффекты, которые возникают в релятивистской квантовой теории поля, находят свои аналоги в твердом теле. Так, большую пользу для физики принесла идея квантования колебаний кристаллической решетке по аналогии с квантованием полей в вакууме. Введенные таким путем квазичастицы — фононы — стали удобным и наглядным инструментом, без которого невозможно представить современную физику твердого тела. Другим примером может служить наблюдение разнообразных релятивистских эффектов с помощью квазичастиц, чья связь энергия-импульс по форме очень похожа на таковую у высокоэнергетических частиц.

Продолжая поиск идей, которые можно было бы наглядно наблюдать в новых материалах, ученые не так давно предложили концепцию синтетических калибровочных полей. Этот термин отсылает к калибровочной инвариантности, то есть, независимости физической теории от глобальных преобразований полей при смене базиса. Чтобы обеспечить эту инвариантность, когда возникают локальные калибровочные преобразования, физики вводят отдельные компенсирующие поля, тоже называемые калибровочными. Такой подход позволил естественным способом ввести в теорию взаимодействие через обмен полями-переносчиками, и, в конечном итоге, объединить всех их кроме гравитации в рамках Стандартной модели.

Оказалось, что похожий принцип реализуется в твердых телах, когда они подвергаются некоторым модуляциям. В этом случае влияние этих модуляций на поведение частиц в материале можно описать так, будто бы на них действуют некие поля, названные синтетическими. Эта идея уже была экспериментально реализована для модуляции в пространстве и во времени. Оказалось, что из-за деформации синтетическими полями дисперсионных соотношений

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Глубоководная добыча полезных ископаемых заглушит биологически важные звуки Глубоководная добыча полезных ископаемых заглушит биологически важные звуки

Как шум от разработки морского дна мешает коммуникации морских обитателей

N+1
Звездообразные коконы из Японии приписали новому виду наездников Звездообразные коконы из Японии приписали новому виду наездников

Ученые выяснили, что за звездообразные структуры иногда находят на островах Рюкю

N+1
Мозг просыпается постепенно, и волна активация идет ото лба к затылку Мозг просыпается постепенно, и волна активация идет ото лба к затылку

Чем процесс пробуждения отличается от процесса засыпания?

ТехИнсайдер
Илон Маск Илон Маск

Илон Маск стал первым в истории, чье состояние достигло 300 миллиардов долларов

ЖАРА Magazine
11 способов становиться немного умнее каждый день 11 способов становиться немного умнее каждый день

Интеллект, как и тело, требует правильного питания и регулярных тренировок

Psychologies
Как Роман Горюнов привел в Россию Apple и Tesla и вывел «СПБ Биржу» на IPO Как Роман Горюнов привел в Россию Apple и Tesla и вывел «СПБ Биржу» на IPO

Как Роман Горюнов построил и продал две российские биржи?

Forbes
Зеленый свет: рисуем стрелки неоновым лайнером к Новому году и Рождеству Зеленый свет: рисуем стрелки неоновым лайнером к Новому году и Рождеству

Подвести глаза неоновым зеленым лайнером. Уже испугалась?

Cosmopolitan
Жасмин: «Я никогда не беру работу в Новый год» Жасмин: «Я никогда не беру работу в Новый год»

Певица подвела итоги года и рассказала о своем участии в новогоднем мюзикле

Cosmopolitan
Модельный комплекс железа позволил изучить механизм процесса Габера — Боша Модельный комплекс железа позволил изучить механизм процесса Габера — Боша

Первый нитридный комплекс, выделяющий аммиак с высоким выходом

N+1
Смеемся до последнего: разговор с режиссером Смеемся до последнего: разговор с режиссером

Адам Маккей с удовольствием превращает леденящие кровь темы в комедийные сюжеты

Esquire
Бизнес вкрутую: как открыть кафе для завтраков и зарабатывать по 3 млн рублей в месяц Бизнес вкрутую: как открыть кафе для завтраков и зарабатывать по 3 млн рублей в месяц

Основательницы Eggsellent: как проект стал приносить более 3 млн рублей в месяц

Forbes
Сибирские первопроходцы пострадали от кишечных паразитов Сибирские первопроходцы пострадали от кишечных паразитов

Ученые изучили образцы XVII–XVIII веков из Стадухинского острога

N+1
Мария Скобцова: как русская поэтесса Серебряного века стала святой Мария Скобцова: как русская поэтесса Серебряного века стала святой

Мария Скобцова (в миру Елизавета) прожила удивительную и очень сложную жизнь

Cosmopolitan
Газуй Рейсинг. Toyota LC 300 с дизелем Газуй Рейсинг. Toyota LC 300 с дизелем

Версия GR Sport превосходна с любым мотором

4x4 Club
Астрофизики смоделировали первичную атмосферу Меркурия Астрофизики смоделировали первичную атмосферу Меркурия

У Меркурия была атмосфера, но давным-давно она улетучилась в космос

Популярная механика
Kuzzz-basss. Yeah, baby Kuzzz-basss. Yeah, baby

Путешествие может быть лучше, чем секс, только если оно и есть секс

Playboy
Farus Beta: спорткар, который не знал конкурентов Farus Beta: спорткар, который не знал конкурентов

Farus Beta — необычный спорткар из Бразилии

Популярная механика
От дутиков до чукка-бутс: 7 пар трендовой зимней обуви От дутиков до чукка-бутс: 7 пар трендовой зимней обуви

Если ты думаешь, какая зимняя обувь достойна твоих денег, мы тебе поможем

Playboy
Восстановительный фитнес: упражнения после родов Восстановительный фитнес: упражнения после родов

Как правильно и эффективно вернуться к физическим нагрузкам после родов?

9 месяцев
Гениально и просто! 10 лучших фильмов про величайших ученых, основанных на реальных событиях Гениально и просто! 10 лучших фильмов про величайших ученых, основанных на реальных событиях

10 фильмов-биографий о науке и ученых, которые победили, несмотря на трудности

Популярная механика
Солнечные панели, улавливающие и свет, и тепло: удвоим ресурс Солнечные панели, улавливающие и свет, и тепло: удвоим ресурс

Как преобразовать солнечное тепло в полезную энергию?

Популярная механика
Извержение как конец света: 10 фактов о супервулканах Извержение как конец света: 10 фактов о супервулканах

Извержение супервулкана: мыслимый конец света, который нельзя предотвратить

Популярная механика
Как феминистка Эми Дилвин стала одной из первых промышленниц Великобритании Как феминистка Эми Дилвин стала одной из первых промышленниц Великобритании

Писательница, предпринимательница, феминистка, миллионерша — все это Эми Дилвин

Forbes
Средства борьбы с дронами: как истребляют механических птиц Средства борьбы с дронами: как истребляют механических птиц

Какие современные методы могут помочь справиться с дронами

ТехИнсайдер
За «Серебряным медведем» — в дырявых штанах. Вспоминаем Сергея Соловьева За «Серебряным медведем» — в дырявых штанах. Вспоминаем Сергея Соловьева

Каким был Сергей Соловьев и его кинематограф

РБК
Избранные: есть только двое, с кем Елизавета II готова говорить по телефону Избранные: есть только двое, с кем Елизавета II готова говорить по телефону

Малоизвестные факты о королеве Елизавете II

Cosmopolitan
Танцы с огнем: секреты работы фаерщиков Танцы с огнем: секреты работы фаерщиков

Неотъемлемый элемент фаершоу — это пойстеры, люди, которые «крутят» пои

Популярная механика
А теперь про здоровье зубов и десен! А теперь про здоровье зубов и десен!

Эти правила застрахуют от запущенного пульпита и других проблем с зубами

Собака.ru
Что такое метавселенная: когда ждать оживший киберпанк Что такое метавселенная: когда ждать оживший киберпанк

Что такое метавселенная и в чем преимущества по сравнению с обычным интернетом

CHIP
Вставили сенсор от смартфона и добавили нейросети: зачем стартап Opal попытался заново изобрести веб-камеру Вставили сенсор от смартфона и добавили нейросети: зачем стартап Opal попытался заново изобрести веб-камеру

Получилось ли у стартап Opal создать «лучшее решение для удалённой работы»

VC.RU
Открыть в приложении