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

Зоологи подтвердили крайнюю редкость рака у черепах Зоологи подтвердили крайнюю редкость рака у черепах

Почему злокачественные опухоли редко встречаются у черепах

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.
Ученые определили, какой тип людей быстрее находит себе пару Ученые определили, какой тип людей быстрее находит себе пару

Как определенные мотивы человека влияют на вероятность вступить в отношения

ТехИнсайдер
Портрет новой российской науки: Майя Каленова — химик-технолог, которая плавит радиоактивный металл Портрет новой российской науки: Майя Каленова — химик-технолог, которая плавит радиоактивный металл

Химик-технолог Майя Каленова: будущее за атомной энергетикой

Esquire
Все, везде и сразу: почему после отпуска мы чувствуем себя еще более уставшими и что с этим делать Все, везде и сразу: почему после отпуска мы чувствуем себя еще более уставшими и что с этим делать

Как проявляется постотпускная усталость и что помогает вернуться в форму

Правила жизни
15 самых любопытных хитростей и розыгрышей всех времен 15 самых любопытных хитростей и розыгрышей всех времен

Почему танки так называются и в чем заключается коварство белок?

Maxim
Душа дома Душа дома

Загородный дом в одном из именитых стародачных посёлков Подмосковья

SALON-Interior
Как внушить человеку ложные воспоминания и еще четыре любопытных эксперимента Как внушить человеку ложные воспоминания и еще четыре любопытных эксперимента

Быть ученым — значит иметь фантазию, чтобы придумывать необычные эксперименты

Maxim
Слова и дни Слова и дни

Михаил Идов о том, как он решает кроссворды

Weekend
«Обрезан ли Супермен?» 5 книг со странным названием и их краткое содержание «Обрезан ли Супермен?» 5 книг со странным названием и их краткое содержание

Книги с интригующими названиями на ежегодной премии Diagram Prize

Playboy
Северное сияние Северное сияние

Современная арктическая кухня базируется продуктах Кольского полуострова

Bones
«Муж заразил меня ВИЧ»: я научилась жить с диагнозом и совершенно счастлива «Муж заразил меня ВИЧ»: я научилась жить с диагнозом и совершенно счастлива

История Анны Тарасовой: как справиться с осознанием, что у тебя ВИЧ

Cosmopolitan
Спорный руководитель, защитник от политиков и сторонник децентрализации: кем был Джек Дорси для Twitter Спорный руководитель, защитник от политиков и сторонник децентрализации: кем был Джек Дорси для Twitter

Что Джек Дорси сделал для социальной сети Twitter

VC.RU
Опознанный летающий объект: история изобретения фрисби Опознанный летающий объект: история изобретения фрисби

История тарелки фрисби

Популярная механика
Z — значит Зендея: почему самая безукоризненная голливудская звезда заслуживает внимания Z — значит Зендея: почему самая безукоризненная голливудская звезда заслуживает внимания

Как Зендея запололнила медиа-пространство и почему стоит за ней следить

Esquire
Прогулки по Переделкино Прогулки по Переделкино

Сегодня мы отправимся на прогулку в городок писателей Переделкино

Отдых в России
Прогресс или угроза: стоит ли нам бояться искусственного интеллекта Прогресс или угроза: стоит ли нам бояться искусственного интеллекта

Какие опасности несут в себе искусственный интеллект, цифровизация и роботизация

Популярная механика
Юркие люди Юркие люди

Своих героев Анна Лужбина называет юркими людьми

Esquire
Как быстрее вылечить насморк: 7 советов врача Как быстрее вылечить насморк: 7 советов врача

Как избавиться от насморка и при этом не навредить себе

РБК
Лихорадка у ребенка Лихорадка у ребенка

Как помочь ребенку при лихорадке быстро и безопасно

Лиза
Берлин, 22 июня… Берлин, 22 июня…

В тот день футбол интересовал немцев больше, чем сообщения о военных действиях

Дилетант
Трагедия в Хатыни: кто и почему уничтожил белорусскую деревню Трагедия в Хатыни: кто и почему уничтожил белорусскую деревню

Есть события, которые нельзя забывать. Одно из них — трагедия в Хатыни.

Cosmopolitan
15 игр, которые укрепят отношения 15 игр, которые укрепят отношения

Психологические, азартные и медитативные игры для двоих и компании друзей

Добрые советы
56 м² 56 м²

Мария Катарьян деликатно подчеркнула в интерьере возраст дома

AD
«Как ломаются спагетти и другие задачи по физике» «Как ломаются спагетти и другие задачи по физике»

Отрывок из книги «Как ломаются спагетти и другие задачи по физике»

N+1
Кремниевая механика: как достигается атомная точность хода часов Кремниевая механика: как достигается атомная точность хода часов

В учебниках каменный, бронзовый и железный века сменятся веком кремния

Популярная механика
Одно лицо! Знаменитости, у которых есть куклы-двойники Barbie Одно лицо! Знаменитости, у которых есть куклы-двойники Barbie

Знаменитые красавицы, у которых есть настоящие мини-копии.

Cosmopolitan
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
Это старит! 5 ошибок в макияже, придающих возраст — предупреждает визажист Это старит! 5 ошибок в макияже, придающих возраст — предупреждает визажист

О приемах макияжа, которые вместо того чтобы украсить, накинут тебе 5-10 лет

VOICE
Читать подано: лучшие книги 2021 года Читать подано: лучшие книги 2021 года

Подборка самых крутых литературных премьер 2021 года

Популярная механика
Открыть в приложении