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

«Происхождение вкусов: Как любовь к еде сделала нас людьми» «Происхождение вкусов: Как любовь к еде сделала нас людьми»

Как мозг запоминает и классифицирует запахи

N+1
«Перестаньте жалеть тех, кто об этом не просил»: как я живу с одной рукой «Перестаньте жалеть тех, кто об этом не просил»: как я живу с одной рукой

Меня зовут Александра Вяткина и у меня с рождения отсутствует одна рука

Cosmopolitan
Мезозойские млекопитающие и их родственники оказались обладателями однотонного темно-коричневого меха Мезозойские млекопитающие и их родственники оказались обладателями однотонного темно-коричневого меха

Палеонтологи реконструировали окраску шести маммалиаформов

N+1
Когда врачи станут больше доверять ИИ при лечении больных Когда врачи станут больше доверять ИИ при лечении больных

Как изменится медицина, если начнет внедрять решения на основе ИИ?

Популярная механика
От жуткого хоррора до ироничной пародии: как кино переосмысливает классические сказки на новый лад От жуткого хоррора до ироничной пародии: как кино переосмысливает классические сказки на новый лад

Оригинальные проекты, переосмысливающие классические сказки в неожиданном ключе

Правила жизни
Археологи впервые обнаружили курган андроновской культуры к югу от Абакана Археологи впервые обнаружили курган андроновской культуры к югу от Абакана

Ученые раскопали девять могил бронзового века андроновской культуры

N+1
Укрощение свекрови: как наладить отношения с матерью мужа Укрощение свекрови: как наладить отношения с матерью мужа

Конфликт свекрови и невестки не теряет актуальности

Psychologies
Экологичный Новый Год: как красиво упаковать подарки и не навредить природе Экологичный Новый Год: как красиво упаковать подарки и не навредить природе

Как красиво упаковать подарки без одноразовой оберточной бумаги и ленточек

Популярная механика
50 м² 50 м²

Лина Князева сделала фотогеничный интерьер для блогера

AD
Время Близнецов. Зимнее небо Время Близнецов. Зимнее небо

Созвездие Близнецов — самое северное зодиакальное созвездие

Наука и жизнь
Поспорим о вкусах Поспорим о вкусах

Спорим о вкусах с рестораторами из разных часовых поясов

Bones
Ролевая модель из XVI века: как герцогиня Клод де Рец представляла французскую корону Ролевая модель из XVI века: как герцогиня Клод де Рец представляла французскую корону

История герцогини де Рец похожа на лихо закрученный авантюрный роман

Forbes
Рестарт, внимание, марш! Рестарт, внимание, марш!

Перезапускаем карьеру

Cosmopolitan
Зачем пить горячую воду: 5 важных причин носить с собой термос с кипятком Зачем пить горячую воду: 5 важных причин носить с собой термос с кипятком

Почему полезно пить горячую воду и может ли она заменить лекарства?

Cosmopolitan
Дольче и пиканте Дольче и пиканте

Иностранцам многое откроется, если внимательно смотреть, слушать и пробовать

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

Проверенная временем классику, которая сформировала основу современного кино

Правила жизни
Необычные приветственные комплименты: как встречают гостей в отелях мира Необычные приветственные комплименты: как встречают гостей в отелях мира

Получить от проживания в отеле больше, чем ты ожидаешь, всегда приятно

Cosmopolitan
Рецепт будущего Рецепт будущего

Кухня‑2030: стейки, выращенные в пробирке или напечатанные на 3D‑принтере

Vogue
Биткоин как индикатор общественных настроений: почему российские инвесторы любят криптовалюты Биткоин как индикатор общественных настроений: почему российские инвесторы любят криптовалюты

Интерес российских инвесторов к биткоинам — показатель доверия к власти

Популярная механика
Автор особого назначения Автор особого назначения

Мария Степанова о романах Татьяны Устиновой

Weekend
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
Стелла Ильницкая. Верю в чудо Стелла Ильницкая. Верю в чудо

Если приглядеться, жизнь — это одно сплошное чудо, которого мы часто не замечаем

Коллекция. Караван историй
Мировое правительство Мировое правительство

Тайны женщин семейства Ротшильд

Tatler
Нижний возраст Нижний возраст

Фотографическая экскурсия по Нижнему Новгороду

Esquire
Перелетные птицы Перелетные птицы

Эти герои — те, кто в предлагаемых обстоятельствах остается автором своей судьбы

Seasons of life
Сати Спивакова: «Я не знаю, уснул ли в муже Отелло» Сати Спивакова: «Я не знаю, уснул ли в муже Отелло»

Сати Спивакова — о муже маэстро Спивакове и семейных традициях

Караван историй
42 м² 42 м²

Квартира со встроенными системами хранения по проекту бюро А3

AD
«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
Гликемический индекс продуктов: что это и на что он влияет Гликемический индекс продуктов: что это и на что он влияет

Почему ориентироваться на гликемический индекс нужно с большой осторожностью

РБК
Активная позиция Активная позиция

Секс по правилам – твоим, конечно

Cosmopolitan
Открыть в приложении