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

Самому популярному галлюциногенному грибу нашли ближайшего родственника в Африке Самому популярному галлюциногенному грибу нашли ближайшего родственника в Африке

Находка ученых позволила реконструировать происхождение Psilocybe cubensis

N+1
Рагнар Кьяртанссон: Возвращение «Санта-Барбары» Рагнар Кьяртанссон: Возвращение «Санта-Барбары»

Художник Рагнар Кьяртанссон стал главной звездой Дома культуры ГЭС-2

СНОБ
Облака над сушей уменьшили нисходящее длинноволновое излучение Облака над сушей уменьшили нисходящее длинноволновое излучение

Еще один природный механизм, противостоящий потеплению

N+1
Откровенно говоря Откровенно говоря

Рози Хантингтон-Уайтли развеяла миф о том, что нижнее белье стоит скрывать

Grazia
Два месяца под землей без света и общения с людьми: эксперимент Мишеля Сифра Два месяца под землей без света и общения с людьми: эксперимент Мишеля Сифра

Как проходил эксперимент Мишеля Сифра и к каким он пришел выводам

ТехИнсайдер
Прекрати симулировать: как сказать ему, что у тебя ни разу не было оргазма Прекрати симулировать: как сказать ему, что у тебя ни разу не было оргазма

Как обсуждать с партнером качество сексуальной жизни?

Cosmopolitan
«Имени такого-то»: роман Линор Горалик об эвакуации психиатрической больницы «Имени такого-то»: роман Линор Горалик об эвакуации психиатрической больницы

Роман Линор Горалик об эвакуации психиатрической больницы «имени такого-то»

Forbes
Химики разобрались в отрицательных зарядах на каплях гидрофобных жидкостей в воде Химики разобрались в отрицательных зарядах на каплях гидрофобных жидкостей в воде

Почему поверхность капель жидких углеводородов в воде имеет отрицательный заряд

N+1
Возвращение легенды: кто и зачем строит копии затонувшего Титаника Возвращение легенды: кто и зачем строит копии затонувшего Титаника

Хотите забронировать себе круиз на "Титанике"?

Популярная механика
Поменяться местами. Чем опасны сексуальные двойные стандарты Поменяться местами. Чем опасны сексуальные двойные стандарты

Как за мужчинами и женщинами закрепились роли в сексе

СНОБ
Можно, только осторожно: 5 правил, которые помогут есть сладости и не толстеть Можно, только осторожно: 5 правил, которые помогут есть сладости и не толстеть

Памятка для тех, кто любит сладкое и не планирует от него отказываться

Cosmopolitan
«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
Шея-предательница: 10 звезд, реальный возраст которых выдают «кольца Венеры» Шея-предательница: 10 звезд, реальный возраст которых выдают «кольца Венеры»

Глубокие морщины на шее выдают реальный возраст знаменитостей

Cosmopolitan
Магнитное экранирование ядра в атоме гелия-3 уточнили на порядок Магнитное экранирование ядра в атоме гелия-3 уточнили на порядок

Физики смогут сделать из гелия-3 стандарт магнитометрии

N+1
10 поразительных светящихся существ 10 поразительных светящихся существ

Биолюминесценция — способность живых организмов светиться

Популярная механика
Один из родителей изменяет. Что делать? Один из родителей изменяет. Что делать?

Как быть: раскрыть тайну или молчать во имя семейного счастья?

Psychologies
Могло быть иначе? Могло быть иначе?

Татьяна Филева — математик, пилот и руководитель авиакомпании

GQ
Клим Шипенко — о космосе, вызовах и «Вызове» Клим Шипенко — о космосе, вызовах и «Вызове»

Каково это — быть первым, работать за пятерых и наблюдать Землю из иллюминатора

РБК
Шведское изобретение: как появился разводной ключ Шведское изобретение: как появился разводной ключ

Разводной ключ – универсальный инструмент, заменяющий почти все гаечные ключи

Популярная механика
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
Как изгнанный из армии Сергей Петров стал миллиардером и под давлением продал «Рольф» Как изгнанный из армии Сергей Петров стал миллиардером и под давлением продал «Рольф»

Как создатель «Рольфа» заработал состояние, а потом был вынужден продать бизнес

Forbes
Банкет для шефа Банкет для шефа

Проведение банкета — всегда непростой процесс

Bones
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
Выше на голову: почему взрослые недооценивают детей и почему дети гораздо умнее взрослых Выше на голову: почему взрослые недооценивают детей и почему дети гораздо умнее взрослых

Как устроен детский мозг и почему дети — это моральные ревизионисты

Esquire
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
Ученые выяснили, какой секс люди считают лучшим в своей жизни Ученые выяснили, какой секс люди считают лучшим в своей жизни

Оказалось, можно вывести формулу лучшего секса

Maxim
C-25: как создавалась первая советская система ПРО C-25: как создавалась первая советская система ПРО

С-25 – одна из первых в мире систем объектовой противовоздушной обороны

Популярная механика
«Стал отцом русского рэпа»: Оксимирон выпустил альбом «Красота и уродство» «Стал отцом русского рэпа»: Оксимирон выпустил альбом «Красота и уродство»

Оксимирон представил новый альбом. Критики уже оставил отзывы на композиции

Cosmopolitan
5 гормонов, от которых мы полнеем 5 гормонов, от которых мы полнеем

Как гормоны влияют на вес?

Лиза
Emin Emin

Блиц-интервью с Эмином Агаларовым: неожиданные вопросы и быстрые ответы

ЖАРА Magazine
Открыть в приложении