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
Карен Хачанов: «Когда едешь на Escalade — ты выше всех на дороге» Карен Хачанов: «Когда едешь на Escalade — ты выше всех на дороге»

Карен Хачанов рассказал о любимых автомобилях, стиле вождения и своем характере

РБК
Как увидеть парад планет 21 января 2025 года? Интересные факты и простой ответ! Как увидеть парад планет 21 января 2025 года? Интересные факты и простой ответ!

Шесть планет встанут в ровный ряд на небе, — и вот как их можно увидеть!

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

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

РБК
4 простых способа узнать человека по-настоящему 4 простых способа узнать человека по-настоящему

Как узнать человека быстро и без тестов от спецслужб?

Psychologies
Если тебя нет в инстаграме, значит тебя нет: куда нас приведут соцсети и экономика внимания Если тебя нет в инстаграме, значит тебя нет: куда нас приведут соцсети и экономика внимания

Почему человеческое внимание теперь ценится больше человеческой жизни

Esquire
Свет и блеск Достоевского Свет и блеск Достоевского

Тернистый путь, пройденный Фёдором Михайловичем Достоевским

Наука и жизнь
Фальк и египетская синяя: как в картине советского авангардиста нашли античный пигмент Фальк и египетская синяя: как в картине советского авангардиста нашли античный пигмент

Иногда верхние слои красок картин скрывают за собой нечто интересное

N+1
Как Август Мейер стал миллионером и почему попал в СИЗО Как Август Мейер стал миллионером и почему попал в СИЗО

Как предприимчивый американец Август Мейер заработал в России $650 млн

Forbes
Торговое оборудование Торговое оборудование

Как друзья из Ростова-на-Дону создали соцсеть для трейдеров стоимостью $3 млрд

Forbes
Как сохранить эмоциональное здоровье при любых обстоятельствах Как сохранить эмоциональное здоровье при любых обстоятельствах

Как жить, когда вокруг неспокойно?

Psychologies
Что делать, если болит голова: причины мигрени и способы лечения Что делать, если болит голова: причины мигрени и способы лечения

Голова болит, трещит, раскалывается...Тебе это знакомо?

Playboy
Газ монооксида иттрия сизифово охладили до одного микрокельвина Газ монооксида иттрия сизифово охладили до одного микрокельвина

Физики охладили монооксид иттрия до одного микрокельвина

N+1
Марина Наумова: «Кормить гостей — это высшее искусство!» Марина Наумова: «Кормить гостей — это высшее искусство!»

Шеф-повар Маруся о том, чем для нее стала профессия шеф-повара

Bones
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
Сильная слабая девочка Сильная слабая девочка

В 21 год Яна Гладких стала самой юной артисткой труппы МХТ имени Чехова

OK!
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
Удивительная история великого винного афериста Руди Куарнавана Удивительная история великого винного афериста Руди Куарнавана

Руди Куарнаван и лаборатория по подделке вина

Maxim
Когда вы на грани: что такое нервный срыв и как с ним справиться Когда вы на грани: что такое нервный срыв и как с ним справиться

Что такое нервный срыв, почему он возникает и как себя проявляет

Forbes
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
Продукты для похудения: список, который мы составили для тебя вместе с экспертом Продукты для похудения: список, который мы составили для тебя вместе с экспертом

Мы узнали у диетолога, существует ли на самом деле еда для похудения

Playboy
Как вернуть некачественный товар: о законах простыми словами Как вернуть некачественный товар: о законах простыми словами

Как вернуть покупку?

CHIP
Как выбрать аромат для дома Как выбрать аромат для дома

Как правильно подобранный аромат помогает справиться со стрессом и хандрой?

Psychologies
По ту сторону: городские легенды, которую помогут понять Россию По ту сторону: городские легенды, которую помогут понять Россию

Городской фольклор таит в себе многое, о чем умалчивают официальные гиды

Esquire
12 лучших и самых здоровых продуктов, которые сделают волосы густыми и длинными 12 лучших и самых здоровых продуктов, которые сделают волосы густыми и длинными

Рацион не менее полезен для роста волос, чем правильный уход

Cosmopolitan
«Пускай помучается»: Костин и Авен оценили покупку банка богатейшей женщиной России «Пускай помучается»: Костин и Авен оценили покупку банка богатейшей женщиной России

Банкиры скептически оценили решение Татьяны Бакальчук купить банк

Forbes
Топ-5 самых длинных перелетов Топ-5 самых длинных перелетов

Самые продолжительные перелеты, которые совершались без единой посадки

Популярная механика
«Обрезан ли Супермен?» 5 книг со странным названием и их краткое содержание «Обрезан ли Супермен?» 5 книг со странным названием и их краткое содержание

Книги с интригующими названиями на ежегодной премии Diagram Prize

Playboy
Компульсивное переедание: как эмоции приводят к пищевому расстройству Компульсивное переедание: как эмоции приводят к пищевому расстройству

Почему возникает компульсивное переедание и как вовремя распознать расстройство?

РБК
Можем ли мы деградировать обратно в обезьян? Можем ли мы деградировать обратно в обезьян?

Может ли очень старый человек однажды превратиться в обезьяну?

Популярная механика
Открыть в приложении