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

Губки на роструме снизили эффективность эхолокации афалин Губки на роструме снизили эффективность эхолокации афалин

Почему афалины редко охотятся с губками на роструме?

N+1
Искусственный фотосинтез: когда ученые придумают альтернативное топливо Искусственный фотосинтез: когда ученые придумают альтернативное топливо

Исследователям удалось воспроизвести реакцию фотосинтеза в лабораторных условиях

Популярная механика
Мальчик или девочка? Вероятность рождения сына или дочери не равна 50/50 Мальчик или девочка? Вероятность рождения сына или дочери не равна 50/50

Как возраст матери играет ключевую роль в определении пола будущего ребенка

ТехИнсайдер
Австралийский физик уточнил понятие нейтринного пола в физике темной материи Австралийский физик уточнил понятие нейтринного пола в физике темной материи

Высота этого пола иногда на порядок отличается от используемого ранее

N+1
Лекарство от уныния: как философия помогает бороться с тревогой и внутренней пустотой Лекарство от уныния: как философия помогает бороться с тревогой и внутренней пустотой

Почему в мире бесконечных возможностей мы все чаще чувствуем тревогу, пустоту?

Forbes
Вождь итальянского футуризма, эксцентрик и идеолог фашизма: занимательная жизнь Филиппо Томмазо Маринетти Вождь итальянского футуризма, эксцентрик и идеолог фашизма: занимательная жизнь Филиппо Томмазо Маринетти

Филиппо Томмазо Маринетти — поэт-скандалист, вождь итальянского футуризма

Esquire
Две диеты, мешающие вашему долголетию: что говорит наука Две диеты, мешающие вашему долголетию: что говорит наука

К чему могут привести кетодиета и вегетарианство?

Psychologies
Пять примеров, как автопилот Tesla спасает жизни Пять примеров, как автопилот Tesla спасает жизни

Система автономного вождения способна на многое

Playboy
Польза миндаля для мужчин: 12 свойств, за которые мы его ценим Польза миндаля для мужчин: 12 свойств, за которые мы его ценим

Миндаль — суперпродукт для мужского здоровья

Playboy
Дело не в мести: почему женщины запрещают общаться экс-мужьям с детьми Дело не в мести: почему женщины запрещают общаться экс-мужьям с детьми

Кого ты представляешь, когда слышишь: «Бывшая не дает мне встречаться с сыном?»

Cosmopolitan
Нужна ли России общественная дискуссия о Сталине Нужна ли России общественная дискуссия о Сталине

Почему образ «вождя всех времен и народов» сливается с образом Деда Мороза

СНОБ
Как построить 200-крылый самолет: история мультипланов Как построить 200-крылый самолет: история мультипланов

Горацио Филлипс верил — чем больше крыльев у самолета, тем выше он поднимется

Популярная механика
5 продуктов, которые помогут заснуть и лучше выспаться 5 продуктов, которые помогут заснуть и лучше выспаться

Что съесть перед сном, чтобы лучше спалось?

Популярная механика
Измученная мать и папа-дебошир: быт и расходы семьи вундеркиндов Тепляковых Измученная мать и папа-дебошир: быт и расходы семьи вундеркиндов Тепляковых

Почему родителям так важно было отправить ребенка в институт раньше времени

Cosmopolitan
Почему появляются прыщи зимой и как иметь чистую и сиящую кожу даже в мороз Почему появляются прыщи зимой и как иметь чистую и сиящую кожу даже в мороз

Зимнее акне существует, и с ним сталкиваются люди всех возрастов

Cosmopolitan
Гипервитаминоз Гипервитаминоз

Чем грозит слишком активное увлечение витаминами

Лиза
Лифтинг в домашних условиях: маски, аппараты и другие методы Лифтинг в домашних условиях: маски, аппараты и другие методы

Несколько способов провести лифтинг лица в домашних условиях

Cosmopolitan
Игра в классику: 10 культовых фильмов, чтобы скоротать вечер в приятной компании Игра в классику: 10 культовых фильмов, чтобы скоротать вечер в приятной компании

Надежная классика, доступная на Netflix

Esquire
Заманчивые острова Заманчивые острова

Сахалинская область становится все популярнее у туристов и бизнесменов

Отдых в России
«Муж назвал это бредом. Мне было больно»: Ольга Бузова пожаловалась на Тарасова «Муж назвал это бредом. Мне было больно»: Ольга Бузова пожаловалась на Тарасова

Ольга Бузова эмоционально высказалась о своем союзе с Тарасовым

Cosmopolitan
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
Фарфоровый кабинет Фарфоровый кабинет

Интерьеры резиденции Langham Nymphenburg

SALON-Interior
Мумию Аменхотепа I впервые изучили с помощью компьютерной томографии Мумию Аменхотепа I впервые изучили с помощью компьютерной томографии

Египтологи обнаружили, что древние грабители гробниц оторвали ему голову

N+1
Таёжное проклятие Таёжное проклятие

В начале 1930-х в Кремль стали поступать тревожные сообщения с Дальнего Востока

Дилетант
Создаем домашний сервер: теория и основы Создаем домашний сервер: теория и основы

Особенности домашних серверов, их виды и ключевые характеристики

CHIP
Недетские страсти: как сложились судьбы знаменитых вундеркиндов Недетские страсти: как сложились судьбы знаменитых вундеркиндов

Вундеркинды, которым не помогли их одаренность и таланты

VOICE
Скучно не будет! Скучно не будет!

5 вариантов совместного досуга с детьми-подростками

Лиза
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
Когда лучше стричь волосы? Попробуй учитывать фазы Луны – вот как это работает Когда лучше стричь волосы? Попробуй учитывать фазы Луны – вот как это работает

Попробуй ухаживать за кожей и волосами согласно лунным фазам

Cosmopolitan
Свадьба под дулом пистолета: почему Гитлер женился на Еве Браун перед смертью? Свадьба под дулом пистолета: почему Гитлер женился на Еве Браун перед смертью?

Ева Браун была уверена, что станет женой Гитлера

Cosmopolitan
Открыть в приложении