Революционен метаматериал управлява енергията в четири измерения

Обикновено човешкото възприятие на пространството се ограничава до три измерения, но съществуват теоретични концепции с повече измерения. Екип от учени от САЩ съобщава за създаването на уникален метаматериал, който те са разработили въз основа на една от тези концепции. Този 4D материал може да се използва за контролиране на движението на енергийните вълни върху определени повърхности.

Като изследват концепцията за четириизмерните материали, Хуанг Гуолян и неговият екип от Университета в Мисури са открили как пасивните метаматериали – изкуствени композитни материали с необичайни свойства – могат да се използват за контролиране на звуковите вълни, движещи се по едни и същи траектории между обектите. Те са приложили този опит в последващи експерименти с четириизмерни материали, съобщава изданието Debrief.

„Традиционните материали са ограничени само до три измерения – осите X, Y и Z“, обяснява Хуанг. – Но сега създадохме материали в изкуствено измерение, или 4D, което ни позволява да насочим пътя на енергийната вълна, пътуваща от един ъгъл на материала до друг, точно там, където искаме да отиде“.

Учените наричат откритието си топологично изпомпване. Този механизъм дава възможност на вълните от енергия да се движат по повърхността, без да срещат съпротивление от дефектите. Учените демонстрират това явление върху повърхностните вълни, като покриват еластична повърхност с повтарящи се шарки и резониращи колони, свързани с мостове. Комбинирането на тази техника с VKB (Wentzel-Kramers-Brillouin) анализ откри възможността за контролиране на повърхностните вълни в четири измерения.

Те смятат, че това може да намери приложение в квантовите изчисления и свързаните с тях области, тъй като позволява квантовомеханични ефекти в измерения, различни от трите, до които са ограничени конвенционалните обекти. Освен това материалите с подобни свойства биха могли да се използват в промишлеността. Например, ако структура, покрита с метаматериал, се постави под сграда, тя ще я предпази от срутване по време на земетресение.