Ученые смогли хранить и высвобождать механические волны без потерь
Москва, 11:36, 02 Сен 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.
Исследователи из Университета города Нью-Йорк (CUNY) и Технологического института Джорджии (Georgia Tech) продемонстрировали, что могут удерживать и высвобождать в заданном направлении механические волны без изменения энергетических характеристик.
Проектом руководили Андреа Алу (CUNY) и профессор Массимо Руззене (Georgia Tech), сообщает sciencedaily.com. Выводы исследования представлены в Science Advances.
Световые и звуковые волны – основа технологий передачи энергии и сигналов. Ученым необходимы методики, позволяющие хранить их без изменений определенный период, отправляя по необходимости в заданном направлении. Способ управления волнами повысит эффективность энергетических, вычислительных и других систем.
«Наши опыты показали, как нетрадиционные виды возбуждения позволяют контролировать импульсы, — сказал Алу. – Аккуратно настраивая временную зависимость, удается эффективно хранить волну в полости, выпуская в заданном направлении по требованию».
Для достижения цели ученые создали устройство, меняющее базовые взаимодействия сигнала с материалами. Ударяясь о препятствие, световая (звуковая) волна частично поглощается, превращаясь в энергию, или отражается (рассеивается). Целью исследователей была имитация поглощения без превращения импульса. Концепция была теоретически представлена 2 года назад.
Чтобы подтвердить гипотезу, потребовалось настроить временные параметры. Сталкиваясь с непоглощающим объектом, волны должны были храниться в системе неизменными, высвобождаясь при необходимости.
Для эксперимента ученые распространили 2 механические волны, двигавшиеся в разных направлениях по волноводу из углеродистой стали с полостью. Временные вариации каждого импульса четко задавались для сохранения всей энергии в последней. Прекращая возбуждение или расстраивая одну волну, ученые смогли управлять высвобождением хранимого импульса, направляя его в нужную сторону.
«Мы доказали работоспособность концепции. В опыте эластичные волны двигались в твердом материале. Но результаты применимы к микроволнам и свету, предлагая интересные перспективы для энергетических, телекоммуникационных, фотонных и других технологий», — сказал Руззене.
