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

«Ким Ир Сен: Вождь по воле случая» «Ким Ир Сен: Вождь по воле случая»

Как будущий правитель КНДР стал партизаном

N+1
Перелетные птицы оказались светлее оседлых Перелетные птицы оказались светлее оседлых

Как светлая окраска помогает перелетным птицам?

N+1
Доказано: физическая активность на свежем воздухе полезнее, чем в помещении Доказано: физическая активность на свежем воздухе полезнее, чем в помещении

Как свежий воздух усиливает эффект от физической активности

ТехИнсайдер
Елена Панова: «Я хоть и не очень состоятельная, но вполне состоявшаяся артистка» Елена Панова: «Я хоть и не очень состоятельная, но вполне состоявшаяся артистка»

Елена Панова — о своих образах, фильмах и семье

Караван историй
Почему мы тянем время, даже когда знаем, что надо уйти? О токсичных отношениях и ловушках сознания Почему мы тянем время, даже когда знаем, что надо уйти? О токсичных отношениях и ловушках сознания

Почему же так сложно выйти из замкнутого круга токсичных отношений?

VOICE
Визажист и бизнесмен Елена Крыгина —  Forbes: «Мне важно круто продать компанию» Визажист и бизнесмен Елена Крыгина —  Forbes: «Мне важно круто продать компанию»

Елена Крыгина — о том, почему она производит косметику в России

Forbes
5 способов удержать ценного сотрудника, который решил уволиться 5 способов удержать ценного сотрудника, который решил уволиться

Что делать руководителю, у которого ценный сотрудник задумался об уходе?

Inc.
Магнитометры улучшили качество и скорость нейровизуализации Магнитометры улучшили качество и скорость нейровизуализации

Как можно усовершенствовать существующие методы нейровизуализации

N+1
Реальный мир или «Матрица»: почему ученые до сих пор спорят о том, где мы находимся Реальный мир или «Матрица»: почему ученые до сих пор спорят о том, где мы находимся

Многие физики всерьез обсуждают теорию о том, что наш мир — лишь матрица

ТехИнсайдер
Объявлены победители фотоконкурса Nature Photographer of the Year 2021. Одна из лучших работ — фотография Дениса Будкова «Логово дракона» Объявлены победители фотоконкурса Nature Photographer of the Year 2021. Одна из лучших работ — фотография Дениса Будкова «Логово дракона»

Победителем конкурса Nature Photographer стал фотограф из Новергии

Esquire
История компании «Ценципер» История компании «Ценципер»

От культовой реновации Парка Горького до фотовыставок в «Пятерочке»

Inc.
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
Неизвестный гоминин прогулялся по вулканическому пеплу 3,6 миллиона лет назад Неизвестный гоминин прогулялся по вулканическому пеплу 3,6 миллиона лет назад

Биологи и антропологи повторно исследовали следы, обнаруженные в Танзании

N+1
Жасмин: «Я никогда не беру работу в Новый год» Жасмин: «Я никогда не беру работу в Новый год»

Певица подвела итоги года и рассказала о своем участии в новогоднем мюзикле

Cosmopolitan
«Спенсер»: как королевская семья, еда и любовница Чарльза свели с ума принцессу Диану «Спенсер»: как королевская семья, еда и любовница Чарльза свели с ума принцессу Диану

«Спенсер» — анти-байопик о том, как Рождество довело принцессу Диану до безумия

Forbes
Сказочная Шория Сказочная Шория

Лучшее место для восстановления сил – зеленые горы и заповедная тайга Шории

Отдых в России
Гоминины из Колыбели человечества поели мяса более миллиона лет назад Гоминины из Колыбели человечества поели мяса более миллиона лет назад

Палеозоологи обнаружили кости животных со следами разделки

N+1
«Садись, пять!» Что такое синдром отличника и как от него избавиться «Садись, пять!» Что такое синдром отличника и как от него избавиться

Но всегда ли нужно быть самым лучшим? Что делать, если это начинает мешать?

РБК
Новогодняя диета на 7 дней: минус один размер! Новогодняя диета на 7 дней: минус один размер!

Как похудеть за неделю?

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
5 необычных способов завести деловые знакомства 5 необычных способов завести деловые знакомства

Где и как искать деловые знакомства?

Inc.
Как увеличить член: 12 способов в домашних условиях и у специалиста Как увеличить член: 12 способов в домашних условиях и у специалиста

Как увеличить размер члена и действительно ли тебе это нужно?

Playboy
Что такое «эффект прожектора» и как перестать все преувеличивать Что такое «эффект прожектора» и как перестать все преувеличивать

«Эффект прожектора». Разбираемся, что это такое и как с этим жить

РБК
Все на свете из пластмассы Все на свете из пластмассы

Яна Лукина, изучив все плюсы цифровой одежды, смотрит правде в глаза

Vogue
42 м² 42 м²

Квартира со встроенными системами хранения по проекту бюро А3

AD
Забытое искусство обрядов посвящения Забытое искусство обрядов посвящения

Вылазка с детьми порой посложнее Ironman и Death Race

Men’s Health
Как Ульяна Суздалкина ушла из рекламы и стала шеф-поваром с рекомендацией Michelin Как Ульяна Суздалкина ушла из рекламы и стала шеф-поваром с рекомендацией Michelin

Ульяна Суздалкина решила все бросить, чтобы стать шеф-поваром

Forbes
Что такое метавселенная: когда ждать оживший киберпанк Что такое метавселенная: когда ждать оживший киберпанк

Что такое метавселенная и в чем преимущества по сравнению с обычным интернетом

CHIP
Жертвы проклятия короля Тутанхамона и счастливчик, которому повезло избежать злого рока Жертвы проклятия короля Тутанхамона и счастливчик, которому повезло избежать злого рока

История девяти человек, которая может заставить вас поверить в проклятие фараона

ТехИнсайдер
30 м² 30 м²

Квартира с видом на Исаакиевский собор по проекту Владимира Березина

AD
Открыть в приложении