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

Пластиковый мусор в гнездах стал смертельной ловушкой для аистят Пластиковый мусор в гнездах стал смертельной ловушкой для аистят

Как пластиковый мусор в гнездах вредит потомству белых аистов

N+1
Как армия влияет на шанс выжить в зомби апокалипсисе: интересное исследование и советы Как армия влияет на шанс выжить в зомби апокалипсисе: интересное исследование и советы

В случае массового восстания зомби гражданское население будут защищать военные

Популярная механика
Зоологи подтвердили крайнюю редкость рака у черепах Зоологи подтвердили крайнюю редкость рака у черепах

Почему злокачественные опухоли редко встречаются у черепах

N+1
Мама в форме: как сообщество матерей футболистов меняет отношение к женщинам в спорте Мама в форме: как сообщество матерей футболистов меняет отношение к женщинам в спорте

«Футбольные мамы» — всероссийский конкурс, который превратился в сообщество

Forbes
Как ожидаемое вознаграждение управляет вниманием и решением человека Как ожидаемое вознаграждение управляет вниманием и решением человека

Концентрация внимания и выбор решения контролируются разными областями мозга

ТехИнсайдер
Психологи из Беркли назвали 13 книг, которые помогут избавиться от тревоги и стать продуктивнее Психологи из Беркли назвали 13 книг, которые помогут избавиться от тревоги и стать продуктивнее

13 книг, которые помогут стать более продуктивным и научат быть счастливее

Inc.
Полюбить эпик фейлы: как сделать ошибку лучшим другом на пути к успеху Полюбить эпик фейлы: как сделать ошибку лучшим другом на пути к успеху

Страх — это всего лишь эмоция, но она может стать серьезным препятствием

Cosmopolitan
Романтика и секс с пользой для планеты Романтика и секс с пользой для планеты

Как не ударить в грязь лицом перед экоактивисткой?

Playboy
«Мы будем целоваться?»: принцессе Диане предлагали сыграть в «Телохранителе-2» «Мы будем целоваться?»: принцессе Диане предлагали сыграть в «Телохранителе-2»

Диане Спенсер сулили блестящую карьеру в Голливуде

Cosmopolitan
Каким получился фильм «Чемпион мира» о матче Карпов — Корчной Каким получился фильм «Чемпион мира» о матче Карпов — Корчной

Хроника шахматного противостояния Анатолия Карпова и Виктора Корчного

РБК
Секреты красоты Кары Делевинь: что ест, как ухаживает за бровями — и не только Секреты красоты Кары Делевинь: что ест, как ухаживает за бровями — и не только

Кара Делевинь — девушка, на которую мечтают быть похожими миллионы девушек

Cosmopolitan
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 холодная погода влияет на психику? 5 неожиданных эффектов Как холодная погода влияет на психику? 5 неожиданных эффектов

Как меняется наше настроение и состояние в холодное время года?

Psychologies
Ты меняешься, и он тоже: что надо знать про ПМС в 20, 30, 40 лет Ты меняешься, и он тоже: что надо знать про ПМС в 20, 30, 40 лет

ПМС в 20 лет отличается от ПМС в 40. Разбираемся, в чем отличия

Cosmopolitan
Почему появляются прыщи на попе и что сделать, чтобы их там не было Почему появляются прыщи на попе и что сделать, чтобы их там не было

Прыщи на попе могут оказаться не самым приятным сюрпризом

Cosmopolitan
Кто есть я: 6 увлекательных книг о том, как устроены люди Кто есть я: 6 увлекательных книг о том, как устроены люди

Нескучные научно-популярные книги о человеческой анатомии и физиологии

Популярная механика
Что такое либидо и как его повысить Что такое либидо и как его повысить

Вокруг понятия либидо почти всегда возникают споры

РБК
Метод мозгового штурма: что это, зачем и кому он нужен и как «штормить» правильно Метод мозгового штурма: что это, зачем и кому он нужен и как «штормить» правильно

Мозговой штурм — это способ находить решения с помощью коллективного разума

Forbes
7 советов по подготовке собаки к зиме 7 советов по подготовке собаки к зиме

Собак тоже нужно защитить от холода и реагентов на тротуаре!

Maxim
Анатолий Зверев: вечная любовь Анатолий Зверев: вечная любовь

Анатолия Зверева любят многие и по-разному

СНОБ
Получить 5% от доходов будущего Илона Маска: зачем компании инвестируют в конкретных людей Получить 5% от доходов будущего Илона Маска: зачем компании инвестируют в конкретных людей

Какие цели преследуют инвесторы, вкладывая деньги в отдельную личность?

VC.RU
Инвазивных мартышек уличили в разорении гнезд вымирающих дроздов Инвазивных мартышек уличили в разорении гнезд вымирающих дроздов

Мартышки мона разоряли фальшивые гнезда дроздов и интересовались настоящим

N+1
Арктические снегопады станут дождями к 2060 году Арктические снегопады станут дождями к 2060 году

Моделирование показало на переход осадков в Арктике от снега к дождю к 2060 году

N+1
Мы не подходим друг другу: как вежливо отказать потенциальному работодателю Мы не подходим друг другу: как вежливо отказать потенциальному работодателю

Как правильно и корректно отказать работодателю в предложении работы

Forbes
Перелетные птицы Перелетные птицы

Эти герои — те, кто в предлагаемых обстоятельствах остается автором своей судьбы

Seasons of life
Мои любимые «мышки» Мои любимые «мышки»

Летучие мыши — вовсе не мыши с крыльями

Наука и жизнь
Выловленная в конце жаркого сезона рыба повысила риск заражения чадских собак дракункулезом Выловленная в конце жаркого сезона рыба повысила риск заражения чадских собак дракункулезом

Новый и малоизученный путь заражения дракункулезом

N+1
Зачем фотографировать плиту перед выходом из дома? Зачем фотографировать плиту перед выходом из дома?

Что нужно сделать перед отъездом? Сфотографировать плиту

Cosmopolitan
Жизнь в стиле эко Жизнь в стиле эко

5 шагов, которые помогут прийти к более осознанному потреблению

Playboy
Звезды, которые нуждаются в блефаропластике: мнение пластического хирурга Звезды, которые нуждаются в блефаропластике: мнение пластического хирурга

Кому из голливудских звезд не помешало хирургическое вмешательство

Cosmopolitan
Открыть в приложении