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

«Белорусские мифы. От Мары и домашнего ужа до волколака и Злыдни» «Белорусские мифы. От Мары и домашнего ужа до волколака и Злыдни»

Какая нечистая сила обитает в вихре

N+1
В каких продуктах много витамина К В каких продуктах много витамина К

Чем опасен дефицит витамина К и как его восполнить

РБК
Сразу две частные компании стартовали к Луне на одной ракете Сразу две частные компании стартовали к Луне на одной ракете

Две частные фирмы запустили аппараты на Луну в ракете SpaceX Falcon 9

ТехИнсайдер
Китайцев уличили в подделке палеолитических подвесок из зубов животных Китайцев уличили в подделке палеолитических подвесок из зубов животных

Археологи провели исследование артефактов из Верхней пещеры Чжоукоудяня

N+1
Леди Гага от декаданса: как маркиза Луиза Казати стала королевой эпатажа Леди Гага от декаданса: как маркиза Луиза Казати стала королевой эпатажа

Как середине XX века итальянская аристократка стала Леди Гагой своего времени

Правила жизни
Вспомнить все Вспомнить все

В 2021-м светская жизнь стала динамичнее, что не может не радовать

Grazia
Английский язык Милы Кунис и самоликвидирующиеся нейроны: секреты нейропластичности Английский язык Милы Кунис и самоликвидирующиеся нейроны: секреты нейропластичности

Отрывок из книги «Живой мозг» о том, как пластичность мозга меняется с возрастом

Forbes
Анастасия Стоцкая: «Стараюсь из своей жизни исключать любую критику» Анастасия Стоцкая: «Стараюсь из своей жизни исключать любую критику»

Анастасия Стоцкая — о мюзиклах, рок-операх и хейтерах

Караван историй
5 самых грозных боевых топоров прошлого: оружие настоящего воина 5 самых грозных боевых топоров прошлого: оружие настоящего воина

Какими топорами сражались в прошлом суровые воители во всем мире

Популярная механика
Убегающие от быков люди указали на новый тип пешеходной динамики Убегающие от быков люди указали на новый тип пешеходной динамики

Коллаборация физиков разобралась с поведением толпы во время бычьих бегов

N+1
Как определить, психопат ли твой кот Как определить, психопат ли твой кот

Большинству котов присущи черты психопатического расстройства личности

Maxim
Вплоть до снятия с учета: ГИБДД жестко отреагировала на уловку водителей Вплоть до снятия с учета: ГИБДД жестко отреагировала на уловку водителей

Установка двойных стекол в машине – штраф

РБК
Выкидыш из-за скандала: охранник роддома выгнал истекающую кровью беременную Выкидыш из-за скандала: охранник роддома выгнал истекающую кровью беременную

Уроженка Обнинска Калужской области потеряла ребенка на 4-й неделе беременности

Cosmopolitan
Почему кровь красная Почему кровь красная

Какого цвета бывает кровь?

Наука и жизнь
Квартира, замок, пещера, подземелье Квартира, замок, пещера, подземелье

10 американских кинодомов в 10 цифрах

Weekend
«Мне нужны были приключения»: серийный обманщик Джозеф Уэйл занимался мошенничеством 70 лет и 40 раз сидел в тюрьме «Мне нужны были приключения»: серийный обманщик Джозеф Уэйл занимался мошенничеством 70 лет и 40 раз сидел в тюрьме

Джозеф Уэйл сыграл «столько ролей, сколько среднему актёру и не снилось»

VC.RU
Уилл Смит: Will. Честная автобиография о превращении простого мальчишки из Филадельфии в кинозвезду Уилл Смит: Will. Честная автобиография о превращении простого мальчишки из Филадельфии в кинозвезду

Отрывок из автобиографии Уилла Смита «Will» — о первых шагах к славе

СНОБ
Ford Bronco. Ренессанс внедорожной классики Ford Bronco. Ренессанс внедорожной классики

Иконы офф-роуда уходить никуда не собираются

4x4 Club
Экология Экология

Самой актуальной антиутопией по-прежнему остается климатическая

Esquire
7 самых эффектных спутниковых фотографий Земли 7 самых эффектных спутниковых фотографий Земли

Наша планета выглядит эффектнее с высоты спутников

Популярная механика
Полина Барскова: Рождественский романс в Беркли Полина Барскова: Рождественский романс в Беркли

Полина Барскова преподает русскую литературу в Университете Беркли

СНОБ
«Третья волна»: история самого жестокого школьного эксперимента «Третья волна»: история самого жестокого школьного эксперимента

Учитель даже представить себе не мог, чем закончится его небольшая постановка

Cosmopolitan
Moreart Moreart

Moreart — автор хита, который вошел в музыкальные топы в 139 странах

ЖАРА Magazine
Рассказ Людмилы Петрушевской «Черное пальто. Страшные случаи» Рассказ Людмилы Петрушевской «Черное пальто. Страшные случаи»

Рассказ «Фонарик» Людмилы Петрушевской

СНОБ
Ничего личного: что делать, если отношения с боссом вышли за грань деловых Ничего личного: что делать, если отношения с боссом вышли за грань деловых

Как напомнить боссу о личном пространстве, не лишившись должности

Cosmopolitan
Цифровое бессмертие: можно ли записать мозг на носитель Цифровое бессмертие: можно ли записать мозг на носитель

Человечество не оставляет попыток придумать для личности долговечную основу

Популярная механика
Почему нас раздражает собственный голос в записи? Почему нас раздражает собственный голос в записи?

Нам не нравится свой голос в записи, потому что мы не узнаем себя

Cosmopolitan
«Чудо-пластыри»: эксперт рассказал, как тейпы подтягивают лицо и тело «Чудо-пластыри»: эксперт рассказал, как тейпы подтягивают лицо и тело

Что нам известно о тейпах для лица и тела?

Cosmopolitan
«Паутинки» и «звездочки»: что такое купероз и как его лечить «Паутинки» и «звездочки»: что такое купероз и как его лечить

Почему появляются звездочки из сосудов и что с ними делать?

РБК
Тайна хрущёвок: зачем в старых квартирах делали окно между кухней и ванной? Тайна хрущёвок: зачем в старых квартирах делали окно между кухней и ванной?

Правда и мифы о том, зачем в квартирах делали окно между кухней и ванной

Cosmopolitan
Открыть в приложении