Техника будущего. Ученые добились прорыва в передаче звуковых волн
ChatGPT
Группа исследователей из AMOLF в партнерстве с учеными из Германии, Швейцарии и Австрии представила инновационный топологический метаматериал, который перевернул представление о передаче звуковых волн.
Этот новый материал не только усиливает звуковые волны, но и открывает перспективы для усовершенствования сенсорных технологий и устройств обработки информации.
Основанный на концепции «бозонной цепочки Китаева», этот метаматериал представляет собой революционный подход к усилению механических вибраций. Исследование, опубликованное в журнале Nature, является результатом международного научного сотрудничества между AMOLF и ведущими научными учреждениями.
Цепочка Китаева, изначально применявшаяся в теоретической физике для описания электронов в сверхпроводящих материалах, в этом случае была адаптирована для анализа звуковых и световых волн. Экспериментальная реализация этой модели оказалась вызовом, но благодаря усилиям исследователей удалось достичь прорыва.
Группа AMOLF во главе с Эволдом Верхагеном разработала метаматериал, который, используя оптическую связь, усиливает звуковые волны, причем усиление происходит экспоненциально от одного конца массива до другого. Однако интересные свойства этого материала проявляются не только в усилении, но и в возможности направленного усиления и блокирования сигналов.
Джесси Слим, первый автор статьи, поясняет, что для создания этого метаматериала использовались наномеханические резонаторы, связанные оптическими пружинами. Это позволило не только соединить резонаторы, но и создать уникальное направленное усиление.
Одним из самых захватывающих аспектов этого открытия является его топологическая природа. Исследователи обнаружили, что материал обладает определенной топологической фазой, что делает усиление звуковых волн надежным даже в условиях дефектов и возмущений.
Соавторы статьи также подчеркивают, что эта работа открывает новые перспективы для исследований в области топологических материалов, особенно в контексте усиления и затухания. Возможность создания уникальных направленных усилителей имеет потенциал для ряда приложений, включая квантовые технологии.
Это открытие не только расширяет наши знания о физике звука и света, но и открывает новые горизонты для развития технологий, которые могут изменить нашу жизнь в будущем.
