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

В ушах и носу млекопитающих нашли новую скелетную ткань — липохрящ В ушах и носу млекопитающих нашли новую скелетную ткань — липохрящ

Группа ученых из десяти стран открыла липохрящ — новую скелетную ткань

N+1
Квартира, замок, пещера, подземелье Квартира, замок, пещера, подземелье

10 американских кинодомов в 10 цифрах

Weekend
Ученые обнаружили настоящие пляжи на Марсе Ученые обнаружили настоящие пляжи на Марсе

Наблюдения показали на Красной планете подземные образования, напоминающие пляжи

Inc.
Какие заболевания в старости ждут супергероев: ученые все рассчитали Какие заболевания в старости ждут супергероев: ученые все рассчитали

Какие заболевания могут ожидать персонажей киновселенной Marvel в будущем

Популярная механика
Что такое биполярное аффективное расстройство и как живут люди с таким диагнозом Что такое биполярное аффективное расстройство и как живут люди с таким диагнозом

Что такое БАР, действительно ли он распространен или стал искусственным трендом?

Forbes
От 6 и больше: знаменитые мужчины с рекордным количеством браков От 6 и больше: знаменитые мужчины с рекордным количеством браков

Среди героев нашей подборки те, кому не лень заглянуть в загс и в шестой раз

Cosmopolitan
6 лекарств, из-за которых ты можешь набрать вес (и что с этим можно сделать) 6 лекарств, из-за которых ты можешь набрать вес (и что с этим можно сделать)

Какие лекарства могут спровоцировать потолстение

Cosmopolitan
ГЭС в низинных тропиках оказались угрозой для местообитаний тигра и ягуара ГЭС в низинных тропиках оказались угрозой для местообитаний тигра и ягуара

Плотины затопили уже суммарно почти 40 тысяч квадратных километров ареалов кошек

N+1
Древние сибиряки из Прибайкалья оказались рыболовами и охотниками на нерп Древние сибиряки из Прибайкалья оказались рыболовами и охотниками на нерп

Биоархеологи исследовали останки людей из могильника Шаманка-II

N+1
Калькулятор сна: рассчитай, сколько тебе реально нужно спать Калькулятор сна: рассчитай, сколько тебе реально нужно спать

Универсальной нормы сна, подходящей абсолютно всем, нет

Cosmopolitan
Этот способ помог сделать ОКТ в разы эффективнее Этот способ помог сделать ОКТ в разы эффективнее

Биоинженеры значительно улучшили ОКТ

ТехИнсайдер
Уберут прыщи, починят цикл: 10 классных «побочек» противозачаточных таблеток Уберут прыщи, починят цикл: 10 классных «побочек» противозачаточных таблеток

Какие проблемы могут решить противозачаточные таблетки?

Cosmopolitan
Зимняя хандра Зимняя хандра

8 правил, которые помогут не допустить подавленного состояния

Лиза
Чулпан Хаматова — Forbes: «Эффективность фонда не означает потерю человечности» Чулпан Хаматова — Forbes: «Эффективность фонда не означает потерю человечности»

Чулпан Хаматова — о том, как сделать благотворительность эффективной и понятной

Forbes
56 м² 56 м²

Мария Катарьян деликатно подчеркнула в интерьере возраст дома

AD
Для чего нужен витамин А: комментарии врача Для чего нужен витамин А: комментарии врача

Зачем и кому нужен витамин А?

РБК
Почему нельзя учить мальчиков и девочек отдельно: чем это закончилось в СССР Почему нельзя учить мальчиков и девочек отдельно: чем это закончилось в СССР

Раздельное обучение в СССР

Cosmopolitan
«От меня воняет тухлой рыбой»: как живет женщина с редчайшим заболеванием «От меня воняет тухлой рыбой»: как живет женщина с редчайшим заболеванием

История женщины, страдающей «синдром рыбного запаха»

Cosmopolitan
Пчелы запечатали ульи прополисом и пережили извержение вулкана Кумбре-Вьеха Пчелы запечатали ульи прополисом и пережили извержение вулкана Кумбре-Вьеха

Пчелы способны переживать опасные стихийные бедствия

N+1
Правило № 69: Вот тебе под ушки белые подушки Правило № 69: Вот тебе под ушки белые подушки

Алексей Ситников объясняет, что внутри у подушки безопасности — деньги

Tatler
Секреты красоты Кары Делевинь: что ест, как ухаживает за бровями — и не только Секреты красоты Кары Делевинь: что ест, как ухаживает за бровями — и не только

Кара Делевинь — девушка, на которую мечтают быть похожими миллионы девушек

Cosmopolitan
Как кешью помогает здоровью: 8 научных фактов Как кешью помогает здоровью: 8 научных фактов

Чем полезен и как может навредить кешью, сколько его можно есть?

РБК
Газуй Рейсинг. Toyota LC 300 с дизелем Газуй Рейсинг. Toyota LC 300 с дизелем

Версия GR Sport превосходна с любым мотором

4x4 Club
Энергетика Энергетика

Атомный век научил людей бояться атома

Esquire
Женская сексуальность: как развить и проявлять Женская сексуальность: как развить и проявлять

Женская сексуальность — это не внешняя красота и не размер груди

Psychologies
Пасть порву! Лучшие фильмы и сериалы о  непримиримой женской вражде Пасть порву! Лучшие фильмы и сериалы о  непримиримой женской вражде

Фильмы и сериалы, в которых конфликт разгорается между женщинами

Cosmopolitan
Путь белого волка Путь белого волка

Булат Рафиков больше двадцати лет кочует по малонаселенным районам Сибири

Отдых в России
«Настоящий Индиана Джонс из Индианы»: американец за полвека собрал у себя дома целый «музей» древних артефактов. ФБР нашло у него останки 500 человек «Настоящий Индиана Джонс из Индианы»: американец за полвека собрал у себя дома целый «музей» древних артефактов. ФБР нашло у него останки 500 человек

Дон Миллер — коллекционер древностей из Индианы, которого искал отдел ФБР

Esquire
По ту сторону: городские легенды, которую помогут понять Россию По ту сторону: городские легенды, которую помогут понять Россию

Городской фольклор таит в себе многое, о чем умалчивают официальные гиды

Esquire
Регион как преимущество Регион как преимущество

Вы приехали в гости? Извольте пробовать локальные блюда и оценить нашу кухню

Bones
Открыть в приложении