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

«История России языком дворянских гербов» «История России языком дворянских гербов»

Какое изображение можно считать гербом?

N+1
Партитура без нот и электрогитара без электроники Партитура без нот и электрогитара без электроники

История советской музыки в пяти экспериментах

Weekend
Нашу ближайшую соседку галактику Малое Магелланово Облако рвет на части Нашу ближайшую соседку галактику Малое Магелланово Облако рвет на части

Притяжение Большого Магелланова Облака может разрывать Малое Облако на части

ТехИнсайдер
«Золотые аферистки»: традиции брака в Иране и как девушки на них зарабатывают «Золотые аферистки»: традиции брака в Иране и как девушки на них зарабатывают

Блогерка Кристина Бошчех — о тонкостях иранского менталитета

Cosmopolitan
Сила воли: что мешает нам добиваться цели Сила воли: что мешает нам добиваться цели

Проблема отсутствия силы воли – в образе жизни, который ее ослабляет

Psychologies
Специальный проект — Гороскоп 2022 Специальный проект — Гороскоп 2022

Астрологический прогноз на весь 2022 год

Vogue
«Никаких посиделок с друзьями»: как живет семья с пятерняшками из Приморья «Никаких посиделок с друзьями»: как живет семья с пятерняшками из Приморья

Больше всего родителей пятерняшек раздражает вопрос: «Как вы справляетесь?»

Cosmopolitan
Отряд самоубийц: пять животных без инстинкта самосохранения Отряд самоубийц: пять животных без инстинкта самосохранения

Эти животные каким-то чудом дотянули до наших дней!

Maxim
Как получать удовольствие от неприятных дел? Читаем книгу «Без усилий» Как получать удовольствие от неприятных дел? Читаем книгу «Без усилий»

Зачем мучиться, занимаясь важными делами, если можно ими наслаждаться

РБК
От пионера доставки продуктов в России до потери лидерства и продажи: краткая история ритейлера «Утконос» От пионера доставки продуктов в России до потери лидерства и продажи: краткая история ритейлера «Утконос»

Начинал со «столов заказов», одним из первых отказался от офлайн-магазинов

VC.RU
6 неожиданных способов лечения простуды 6 неожиданных способов лечения простуды

Исцеляющая подборка народных методов лечения допеницеллиновой эры

Maxim
Как душе угодно Как душе угодно

Спасение утопающих в сезонной хандре больше не дело рук самих утопающих

Harper's Bazaar
Могут ли привлечь физлицо за использование пиратского ПО, и что в этом случае грозит Могут ли привлечь физлицо за использование пиратского ПО, и что в этом случае грозит

Могут ли вас привлечь как пиратов?

CHIP
«Нету милфы сексапильней». Почему герой новой маскулинности Оксимирон остается сексистом «Нету милфы сексапильней». Почему герой новой маскулинности Оксимирон остается сексистом

Новый альбом Оксимирона порадовал фанатов и снова спровоцировал волну дискуссий

СНОБ
Яркая жизнь в стиле каваии: 4 шага, которые стоит сделать до конца года Яркая жизнь в стиле каваии: 4 шага, которые стоит сделать до конца года

Как сделать свою жизнь ярче, добавить позитивных эмоций?

Psychologies
Как вернуть себе устойчивость, когда проживаешь измену Как вернуть себе устойчивость, когда проживаешь измену

Мы переживаем измену как серьезную психологическую травму

Psychologies
Исследование: россияне работают больше, чем японцы и американцы Исследование: россияне работают больше, чем японцы и американцы

Россияне работают в среднем более 1,8 тыс. часов в год

Inc.
«Meta явно не будет одна в этом забеге»: как работает китайская метавселенная от Baidu «Meta явно не будет одна в этом забеге»: как работает китайская метавселенная от Baidu

Виртуальными мирами занялись не только в США

VC.RU
Чистый вкус Чистый вкус

Минимализм показывает вкус продукта как свидетельство его высокого качества

Bones
Человек — лишнее звено Человек — лишнее звено

Какие технологии станут главными в 2022 году

Forbes
17 фильмов про суровую зиму и смерть во льдах 17 фильмов про суровую зиму и смерть во льдах

Если ты вдруг не знаешь, что посмотреть про холодную зиму

Maxim
Вот тебе и чудо: 5 историй, когда на Новый год что-то пошло не так Вот тебе и чудо: 5 историй, когда на Новый год что-то пошло не так

В новогоднюю ночь порой случаются курьезные, глупые и смешные ситуации

Playboy
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
Фотоионизация молекулы через резонанс формы потребовала более точной теории Фотоионизация молекулы через резонанс формы потребовала более точной теории

Физики применили технику реконструкции аттосекундных биений

N+1
Могло быть иначе? Могло быть иначе?

Татьяна Филева — математик, пилот и руководитель авиакомпании

GQ
Терагерцовое излучение превратило магноны в фононы Терагерцовое излучение превратило магноны в фононы

Физики исследовали магнон-фононную связь в кристалле дифторида кобальта

N+1
На Большой Садовой На Большой Садовой

В квартире с ярким эклектичным интерьером смешались разные стили и эпохи

SALON-Interior
Что делать, если ноутбук не включается Что делать, если ноутбук не включается

Почему ноутбук может не включаться и как решить эту проблему?

CHIP
Леонид Серебренников. Сейчас или никогда Леонид Серебренников. Сейчас или никогда

Голос Леонида Серебренникова звучит в полусотне фильмов

Караван историй
К свободе через мерч К свободе через мерч

GEN Store продвигает идеи независимости от больших брендов

GQ
Открыть в приложении