Ученые синтезировали четвертое измерение для контроля волн

Ученые создали инновационный метаматериал, способный управлять волнами с помощью «дополнительного измерения». Это открытие, сделанное исследователями из Университета Миссури, может изменить представление о контроле механических волн и найти широкое применение в различных областях.

Фото из открытых источников

Новый вид материала, способен обрабатывать механические поверхностные волны на качественно новом уровне. Поверхностные волны – это волны, которые распространяются по поверхности твердых материалов, и они играют важную роль во многих процессах природы и технологии.

«Мы исследовали новый способ управления этими волнами, используя понятие синтетического измерения», – рассказывает один из исследователей проекта Гуолян Хуан. «Мы создали материал в 4D, что позволяет нам управлять траекторией волн энергии, направляя их точно туда, куда нам нужно».

Суть данного материала заключается в расширении обычных трех измерений (X, Y и Z) до четвертого измерения, похожего на геометрическое. Это позволяет ученым манипулировать поведением механических волн на новом уровне. Аналогией может служить знакомая нам бумага, которую можно складывать и раскладывать, создавая эффект изменения второго измерения в третьем.

Исследователи создали метаматериал с эластичной поверхностью, на которой выстроены резонирующие опоры и мостики связи с медленно изменяющимся рисунком. Этот «умный рисунок» позволяет волне проникать через материал, минуя возможные дефекты и нарушения.

Применения данной технологии огромны. Она может найти применение в электронике и гражданском строительстве. Особенно захватывающим является ее потенциал использования для разработки сейсмостойких материалов. Гуолян Хуан объясняет: «Большая часть энергии землетрясения передается через поверхность Земли. Покрывая структуры подобным материалом и размещая их под зданиями, мы можем снизить риск разрушения при землетрясении».