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

Генетики подтвердили личность жестоко убитого в Венгрии Рюриковича Генетики подтвердили личность жестоко убитого в Венгрии Рюриковича

Палеогенетики проанализировали геном жестоко убитого венгерского феодала

N+1
Великое увольнение и тотальное выгорание: главные карьерные тренды 2021 года Великое увольнение и тотальное выгорание: главные карьерные тренды 2021 года

Главные события и тренды 2021 года на рынке труда

Forbes
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
О себе нестыдном О себе нестыдном

Дмитрий Быков о том, как он читает себя

Weekend
Эта привычка может повысить риск развития деменции на 43% Эта привычка может повысить риск развития деменции на 43%

Употребление большого количества сахара может повысить риск развития деменции

ТехИнсайдер
«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
ВАЗ: лучшие электромобили советского периода ВАЗ: лучшие электромобили советского периода

В советское и постсоветское время ВАЗ был лидером электромобилестроения

Популярная механика
7 привычек, которые делают месячные еще мучительнее, чем они есть 7 привычек, которые делают месячные еще мучительнее, чем они есть

Некоторые привычки могут повлиять на тяжесть и интенсивность месячных

Cosmopolitan
Мама в форме: как сообщество матерей футболистов меняет отношение к женщинам в спорте Мама в форме: как сообщество матерей футболистов меняет отношение к женщинам в спорте

«Футбольные мамы» — всероссийский конкурс, который превратился в сообщество

Forbes
Как вернуть некачественный товар: о законах простыми словами Как вернуть некачественный товар: о законах простыми словами

Как вернуть покупку?

CHIP
Почему «беспощадный художник» Серов отказался писать портреты царской семьи Почему «беспощадный художник» Серов отказался писать портреты царской семьи

Серова называли беспощадным художником, и появилось это прозвище не зря

Cosmopolitan
Дети и роботы: почему робототехникой стоит заниматься с малых лет Дети и роботы: почему робототехникой стоит заниматься с малых лет

Важно с детства погружать детей во взаимодействие с роботами

Популярная механика
Ученые исследовали гамма-вспышки, сопровождающие молнии в атмосфере Ученые исследовали гамма-вспышки, сопровождающие молнии в атмосфере

Ученые построили модель развития наземных гамма-вспышек

Популярная механика
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
Птицы-дуплогнездники отпугнули захватчиков фальшивыми остатками трапезы хищника Птицы-дуплогнездники отпугнули захватчиков фальшивыми остатками трапезы хищника

Как птицы-дуплогнездники выигрывают конкуренцию за дупла

N+1
Продолжаем мотосезон Продолжаем мотосезон

Зимой мотосезон не заканчивается!

Men’s Health
Искусственный интеллект Искусственный интеллект

Человек начал бояться восстания роботов еще до того, как научился их создавать

Esquire
Пора украшать дом к Новому году — вот несколько простых идей Пора украшать дом к Новому году — вот несколько простых идей

Если хочется праздничного настроения, а пластиковой мишуры не хочется

Esquire
Патриотическая песня Патриотическая песня

Как композитор Михаил Глинка дважды стал героем сталинской пропаганды

Дилетант
Праздничный «сезон покупок» может повлечь катастрофические затраты. Страшные, но не для вашего кошелька Праздничный «сезон покупок» может повлечь катастрофические затраты. Страшные, но не для вашего кошелька

Связь между изменением климата и продуктами, которые мы покупаем

Популярная механика
«Подкаст — это интимная история». Алекс Дубас о феномене «анны аТмаховой» и подкастинге вообще «Подкаст — это интимная история». Алекс Дубас о феномене «анны аТмаховой» и подкастинге вообще

Радиоведущий Алексей Дубасов — о новой этике, жизни радио в эру подкастов

СНОБ
«По психологии я крот» «По психологии я крот»

За «Лучшие роли второго плана» — интервью с актером Иваном Макаревичем

OK!
Юлия Хлынина: «Театр и кино — два мира, близких мне в равной степени» Юлия Хлынина: «Театр и кино — два мира, близких мне в равной степени»

Юлия Хлынина рассказала про новый проект «КрисТина», мужа и новогодних итогах

Cosmopolitan
Что такое гиалуроновая кислота и как она работает Что такое гиалуроновая кислота и как она работает

Гиалуроновая кислота: как с ее помощью сделать кожу красивее и здоровее?

РБК
Дикие повадки: чем человек отличается от шимпанзе Дикие повадки: чем человек отличается от шимпанзе

Чем на самом деле человек отличается от шимпанзе?

Популярная механика
О чем он только думает О чем он только думает

Прочитать мысли мужчины или просто спросить его?

Cosmopolitan
Планетологи объяснили полигональность «сердца» на Плутоне Планетологи объяснили полигональность «сердца» на Плутоне

Полигональность «сердца» на Плутоне создали процессы тепловой конвекции

N+1
Только давайте без геморроя! Правила питания за рулём Только давайте без геморроя! Правила питания за рулём

Справиться с автомобильными болезнями нам помогает зарядка и правильные продукты

4x4 Club
Примесь кислорода помогла электросинтезу аммиака Примесь кислорода помогла электросинтезу аммиака

Химики исследовали влияние кислорода на реакцию получения аммиака

N+1
Выйти из операционки: миссия невыполнима? Выйти из операционки: миссия невыполнима?

Кажется, что без тебя все вмиг рухнет? Как выйти из замкнутого круга

Inc.
Открыть в приложении