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

Богатую микофлору носа связали с повышенным риском астмы и аллергического ринита Богатую микофлору носа связали с повышенным риском астмы и аллергического ринита

Богатая микофлора носа повышает вероятность развития аллергии и  астмы

N+1
Марафон обмана Марафон обмана

Факторы, указывающие на то, что на тренингах по обретению счастья тебя разводят

Лиза
В ушах и носу млекопитающих нашли новую скелетную ткань — липохрящ В ушах и носу млекопитающих нашли новую скелетную ткань — липохрящ

Группа ученых из десяти стран открыла липохрящ — новую скелетную ткань

N+1
Blini и другие Blini и другие

Северная кухня, как и любая другая, не знает границ

Bones
Что такое духовность и как ее развивать: 6 способов Что такое духовность и как ее развивать: 6 способов

Кто может называть себя духовно богатой личностью?

Psychologies
Как понять, что у собаки тепловой стресс: инструкция от ученых Как понять, что у собаки тепловой стресс: инструкция от ученых

Симптомы, которые расскажут, что ваша собака страдает от жары

Популярная механика
Игра в имена. Ольга Медведкова: «Ф.И.О.» Игра в имена. Ольга Медведкова: «Ф.И.О.»

Отрывок из книги Ольги Медведковой, которую она посвятила истории своего имени

СНОБ
Продолжаем мотосезон Продолжаем мотосезон

Зимой мотосезон не заканчивается!

Men’s Health
Праздничный «сезон покупок» может повлечь катастрофические затраты. Страшные, но не для вашего кошелька Праздничный «сезон покупок» может повлечь катастрофические затраты. Страшные, но не для вашего кошелька

Связь между изменением климата и продуктами, которые мы покупаем

Популярная механика
Ком в горле: что это и насколько опасно Ком в горле: что это и насколько опасно

Ком в горле может быть симптомом серьезного заболевания

РБК
Зеленая энергетика или «энергетический разворот» к солнцу? Зеленая энергетика или «энергетический разворот» к солнцу?

Солнечный свет как возобновляемый источник энергии

Популярная механика
С ними лучше не связываться: 4 самых мстительных знака зодиака С ними лучше не связываться: 4 самых мстительных знака зодиака

Есть такие люди, которых лучше обходить за версту: и есть такие знаки зодиака

VOICE
Фрига как высший смысл Фрига как высший смысл

Кто такие фриганы и зачем они охотятся за просроченными продуктами?

Playboy
«Это меня вымотало, съело, сожрало, выплюнуло, пережевало и заморозило» «Это меня вымотало, съело, сожрало, выплюнуло, пережевало и заморозило»

Иван Янковский о роли Анатолия Карпова в фильме «Чемпион мира»

Weekend
Китайские наскальные рисунки оставили палеолитические охотники-собиратели Китайские наскальные рисунки оставили палеолитические охотники-собиратели

Эти произведения искусства создали палеолитические охотники-собиратели

N+1
«Не беспокойтесь о нас»: 5 самых трагичных судеб семей с «Титаника» «Не беспокойтесь о нас»: 5 самых трагичных судеб семей с «Титаника»

Истории с «Титаника» — о героизме, самопожертвовании и глупости

Cosmopolitan
Adobe Flash Player больше нет: чем его заменить Adobe Flash Player больше нет: чем его заменить

Чем же теперь пользоваться после отказа Adobe от Flash Player?

Популярная механика
Свет и блеск Достоевского Свет и блеск Достоевского

Тернистый путь, пройденный Фёдором Михайловичем Достоевским

Наука и жизнь
Умные склады: как малоизвестный миллиардер меняет супермаркеты с помощью роботов Умные склады: как малоизвестный миллиардер меняет супермаркеты с помощью роботов

Рик Коэн готов стать центром внимания благодаря промышленным складским роботам

Forbes
Президент русского рэпа: что хотел сказать автор в новом альбоме Оксимирона Президент русского рэпа: что хотел сказать автор в новом альбоме Оксимирона

Каким оказался долгожданный релиз Оксимирона?

Forbes
Когда жалованье стало зарплатой и кем были стилисты в середине XX века Когда жалованье стало зарплатой и кем были стилисты в середине XX века

Жалованье и зарплата. Перемены в жизни слов

РБК
Волшебная банка: вся правда о протеине Волшебная банка: вся правда о протеине

Протеин — кому, когда и сколько надо

Playboy
Обсерватория Пик-дю-Миди зафиксировала свободный тропосферный перенос микропластика Обсерватория Пик-дю-Миди зафиксировала свободный тропосферный перенос микропластика

В обсерватории на высоте 2877 метров был обнаружен микропластик

N+1
Отцы и дети: почему сословный принцип в кадровой политике вредит экономике Отцы и дети: почему сословный принцип в кадровой политике вредит экономике

Почему продвижение «своих» по семейной линии всегда приводит к упущенной выгоде

Forbes
Что такое анорексия: симптомы, причины, лечение Что такое анорексия: симптомы, причины, лечение

Что вызывает анорексию, каковые её последствия и как её вылечить?

РБК
Би Сатонгун: «Уделяйте внимание вкусу блюда, а не красивой картинке» Би Сатонгун: «Уделяйте внимание вкусу блюда, а не красивой картинке»

Би Сатонгун прилетела в Сильваплану для участия в St.Moritz Gourmet Festival

Bones
Почему зверобой нельзя принимать без консультации с врачом Почему зверобой нельзя принимать без консультации с врачом

Зверобой успокаивает и обезболивает, но принимать его можно не всем

РБК
Время жизни нейтрона измерили с орбиты луны Время жизни нейтрона измерили с орбиты луны

Время жизни нейтрона с орбиты Луны совпало с результатами экспериментов на Земле

N+1
Козыри разведчика: как принимать решения по методике британских спецслужб Козыри разведчика: как принимать решения по методике британских спецслужб

Отрывок из книги «Прицельное мышление» о главном навыке разведчика

Forbes
Качаюсь на морозе Качаюсь на морозе

Как превратить холодное время года в самую горячую пору для тренировок

Men’s Health
Открыть в приложении