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

Палеобиологи прочитали протеом жившего больше 20 миллионов лет назад носорога Палеобиологи прочитали протеом жившего больше 20 миллионов лет назад носорога

Ученые выделили фрагменты древних белков из зубной эмали миоценового носорога

N+1
Про животных и людей Про животных и людей

«Корова» Андреа Арнольд: взгляд на человечество глазами животных

Weekend
Какие БАДы работают при депрессии: исследование Какие БАДы работают при депрессии: исследование

Насколько безрецептурные пищевые добавки полезны для облегчения депрессии

ТехИнсайдер
Археологи раскопали древнейшее погребение девочки-младенца в Европе Археологи раскопали древнейшее погребение девочки-младенца в Европе

Детские погребения все чаще обращают на себя внимание археологов и антропологов

N+1
Саудовская Аравия Саудовская Аравия

Люди, прошлое, религия, противоречия – и будущее

kiozk originals
Как мы живем на 146 тысяч в месяц: история семьи из Санкт-Петербурга Как мы живем на 146 тысяч в месяц: история семьи из Санкт-Петербурга

Как живет семья Лилит из шести человек, в которой работают только двое

Cosmopolitan
Если исчезнет гелий: 10 неожиданных перемен, которые нас ожидают Если исчезнет гелий: 10 неожиданных перемен, которые нас ожидают

Исчезновение гелия сильно ударит по современной жизни

Популярная механика
Актриса Янина Студилина: «Чудеса приходят к тем, кто в них верит» Актриса Янина Студилина: «Чудеса приходят к тем, кто в них верит»

Янина Студилина о съемках в сериале «Сестры» и секретах красоты

Cosmopolitan
Под Грацским замком обнаружили погребение эпохи бронзы и средневековое поселение Под Грацским замком обнаружили погребение эпохи бронзы и средневековое поселение

Австрийские археологи провели раскопки на территории Грацского замка

N+1
Хроники несбывшегося космоса: 6 книг о политике, войнах и приключениях среди звезд Хроники несбывшегося космоса: 6 книг о политике, войнах и приключениях среди звезд

Книги про космос — от масштабной космооперы до странной робинзонады

Популярная механика
Китайцы всегда говорят «да»: особенности работы с партнерами из Поднебесной Китайцы всегда говорят «да»: особенности работы с партнерами из Поднебесной

Как работать и общаться с китайцами?

Inc.
Как пережить праздники без последствий: 5 принципов Как пережить праздники без последствий: 5 принципов

Всем известно, что за праздничным столом удержать себя в руках почти невозможно

Cosmopolitan
Что мы пьем: 8 популярных вопросов о питьевой воде Что мы пьем: 8 популярных вопросов о питьевой воде

Эксперты разрушили самые распространенные заблуждения о водопроводной воды

Популярная механика
Темная материя из первичных черных дыр с широким спектром масс примирила наблюдения с теорией Темная материя из первичных черных дыр с широким спектром масс примирила наблюдения с теорией

Модель темной материи объясняет многие несостыковки астрономических наблюдений

N+1
В болезни и здравии: как с годами менялась внешность княгини Монако Шарлен В болезни и здравии: как с годами менялась внешность княгини Монако Шарлен

Как княгиня Монако Шарлен менялась последние 13 лет

Cosmopolitan
5 стран мира с четырехдневной рабочей неделей 5 стран мира с четырехдневной рабочей неделей

Потому что два выходных — хорошо, а три — еще лучше!

Playboy
Композит на основе древесины зарядил аккумулятор через мышцы Композит на основе древесины зарядил аккумулятор через мышцы

Разработан пьезоэлектрический материал для ультразвуковых зарядных устройств

N+1
Что такое дрожжи и почему их не надо бояться? Что такое дрожжи и почему их не надо бояться?

Что же такое дрожжи? Как они были «одомашнены»?

Популярная механика
Дикие повадки: чем человек отличается от шимпанзе Дикие повадки: чем человек отличается от шимпанзе

Чем на самом деле человек отличается от шимпанзе?

Популярная механика
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
«У владельцев есть искушение превратить компании в кеш-машину» «У владельцев есть искушение превратить компании в кеш-машину»

Почему Forbes выбрал первого вице-премьера Андрея Белоусова регулятором года?

Forbes
Редкие фото юной Дэрил Ханны — прекрасной и опасной «медсестры» из «Убить Билла» Редкие фото юной Дэрил Ханны — прекрасной и опасной «медсестры» из «Убить Билла»

Дэрил Ханна вечно юна, длиннонога и прекрасна!

Maxim
На месте ядерных катастроф принято высаживать подсолнухи. Но зачем? На месте ядерных катастроф принято высаживать подсолнухи. Но зачем?

Как подсолнухи помогают собирать радиацию?

Популярная механика
«Как иронично, что фирме в сфере психического здоровья плевать на психическое здоровье собственных работников» «Как иронично, что фирме в сфере психического здоровья плевать на психическое здоровье собственных работников»

Сотрудники Spring Health жалуются на соучредительницу Эйприл Кох

VC.RU
Азиатские штучки Азиатские штучки

Паназиатская кухня: почему её так сложно уместить под крышей одного ресторана?

Bones
Как продать машину быстро, правильно и безопасно: инструкция Как продать машину быстро, правильно и безопасно: инструкция

Казалось бы, чтобы продать автомобиль, нужно всего лишь разместить объявление...

РБК
Самые популярные янгтаймеры в России Самые популярные янгтаймеры в России

Подборка самых популярны янгтаймеров — автомобилей 70–90-х годов прошлого века

Популярная механика
Забытое искусство обрядов посвящения Забытое искусство обрядов посвящения

Вылазка с детьми порой посложнее Ironman и Death Race

Men’s Health
10 поразительных светящихся существ 10 поразительных светящихся существ

Биолюминесценция — способность живых организмов светиться

Популярная механика
Примерзли дворники, запотели стекла. Советы водителям (как избавиться) Примерзли дворники, запотели стекла. Советы водителям (как избавиться)

Чем чистить фары, почему стоит беречь колодки и как избежать наледи на стекле?

РБК
Открыть в приложении