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

Австралийские птицы отличились несоответствием между генетическим и фенотипическим полом Австралийские птицы отличились несоответствием между генетическим и фенотипическим полом

Реверсия пола наблюдалась почти у пяти процентов особей австралийских птиц

N+1
«Зеленая Амазонка»: как Франсуаза д’Обонн придумала экофеминизм «Зеленая Амазонка»: как Франсуаза д’Обонн придумала экофеминизм

Активистка, которая сформулировала термин «экофеминизм»

Forbes
Выдр уличили в охоте на пингвинов Выдр уличили в охоте на пингвинов

Ученые зафиксировали нападения выдр на пингвинов в ЮАР

N+1
Каменная дубрава Каменная дубрава

Откуда у тревел-фотографов и блогеров такой интерес к бухте Дубовая?

Отдых в России
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
Если девушка прислала тебе нюдсы. Как реагировать, чтобы все не испортить Если девушка прислала тебе нюдсы. Как реагировать, чтобы все не испортить

Просто поразительно, какие проблемы стоят перед современными мужчинами

Maxim
Как разработчикам обойтись без Apple App Store и Google Play Как разработчикам обойтись без Apple App Store и Google Play

Как работают OEM-каналы и почему они становятся все популярнее у маркетологов?

Inc.
В каких продуктах содержится много белка В каких продуктах содержится много белка

Для чего организму белок и как восполнить его дефицит?

РБК
Ученые нашли способ сделать ОКТ в разы эффективнее Ученые нашли способ сделать ОКТ в разы эффективнее

Оптическая когерентная томография может отображать структуры под кожей

Популярная механика
Эксклюзивное интервью Стаса Пьехи о проекте «Суперстар! Возвращение» Эксклюзивное интервью Стаса Пьехи о проекте «Суперстар! Возвращение»

Стас Пьеха рассказал об отношении к популярному шоу и творческих планах

Cosmopolitan
Цепная реакция, или ветви одного открытия Цепная реакция, или ветви одного открытия

Судьба научной школы Николая Николаевича Семёнова

Наука и жизнь
Мне бы мяса: 4 лайфхака, как выбрать идеальный стейк в магазине Мне бы мяса: 4 лайфхака, как выбрать идеальный стейк в магазине

Как выбрать лучший кусок мяса для стейка и не прогадать

Playboy
Как развидеть? Снимки звезд в 2021 году, которые никому не понравились Как развидеть? Снимки звезд в 2021 году, которые никому не понравились

10 звездных снимков, которые интернет-пользователи не оценили

Cosmopolitan
Почему нам нравятся противоречивые киногерои Почему нам нравятся противоречивые киногерои

Почему в кино и сериалах на первый план вышли неоднозначные персонажи

СНОБ
Фарфоровый кабинет Фарфоровый кабинет

Интерьеры резиденции Langham Nymphenburg

SALON-Interior
Композит на основе древесины зарядил аккумулятор через мышцы Композит на основе древесины зарядил аккумулятор через мышцы

Разработан пьезоэлектрический материал для ультразвуковых зарядных устройств

N+1
«Все подруги замужем, а я?»: как эта установка портит нам жизнь «Все подруги замужем, а я?»: как эта установка портит нам жизнь

Как не сравнивать себя с другими и почему не стоит гнаться за замужеством?

Psychologies
Президент русского рэпа: что хотел сказать автор в новом альбоме Оксимирона Президент русского рэпа: что хотел сказать автор в новом альбоме Оксимирона

Каким оказался долгожданный релиз Оксимирона?

Forbes
AMD или Intel: чьи процессоры лучше AMD или Intel: чьи процессоры лучше

Разбираем самые сильные и слабые стороны процессоров Intel и AMD

CHIP
Инвестиционный поход: Сергей Шумей — о жилье будущего, русских IT-стартапах и главных правилах инвестора Инвестиционный поход: Сергей Шумей — о жилье будущего, русских IT-стартапах и главных правилах инвестора

Сейчас Сергей Шумей развивает четыре инвестиционных направления

Esquire
“Я похудела на 140 килограммов!” – 10 историй невероятных изменений “Я похудела на 140 килограммов!” – 10 историй невероятных изменений

Они сделали это - и ты тоже сможешь

Cosmopolitan
Как не сбить режим в праздники: пытаться выспаться за весь год опасно Как не сбить режим в праздники: пытаться выспаться за весь год опасно

Наконец-то можно отоспаться за весь прошедший год. Но хорошая ли это идея?

Cosmopolitan
«Теория разбитых окон» в здравоохранении: как порядок влияет на эффективность лечения «Теория разбитых окон» в здравоохранении: как порядок влияет на эффективность лечения

Как хаос влияет на здравоохранение и причем здесь теория разбитых окон

Inc.
Что надо знать о кефирной диете. Мнение врача Что надо знать о кефирной диете. Мнение врача

Почему многие предпочитают кефирную диету?

РБК
Где слушать музыку онлайн: сравниваем сервисы Где слушать музыку онлайн: сравниваем сервисы

Мы изучили цены и условия подписок на самые популярные музыкальные сервисы

CHIP
Чисто английский юмор. Как шутят настоящие джентльмены? Чисто английский юмор. Как шутят настоящие джентльмены?

Можно ли научиться шутить как истинный эсквайр «пришельцам» из других стран?

Популярная механика
92 м² 92 м²

Спокойный интерьер с азиатскими мотивами по проекту Ольги Солнышковой

AD
Почему мы все так любим Почему мы все так любим

"Возвращение в Хогвартс" — специальный эпизод к 20-летию первого фильма

Esquire
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
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