Екип от изследователи от Харвардското училище по инженерство и приложни науки (SEAS) и катедрата по физика
Геометрията на музикалния трион, отбелязват изследователите, създава това, което музикантите наричатТова е ограничена област на листа, която резонираБез загуба на енергия по краищата.
Използвайки математиката на топологичните системи,Изследователите откриха, че локализираните вибрационни режими в сладката точка на пеещия трион се контролират от топологичен параметър, който може да бъде изчислен и се основава на съществуването на две противоположни криви в материала. Изследователите също така откриха, че могат да настроят локализацията на режима, като променят формата на S-кривата, което е важно в приложения като наблюдение, където се нуждаете от резонатор, настроен на много специфични честоти.
Използване на експерименти, теоретични и численианализ, ние показахме, че S-кривина в тънка обвивка може да локализира топологично защитени режими в "сладката точка" или линията на прегъване, подобно на екзотичните ръбови състояния в топологичните изолатори. Това явление е независимо от материала, тоест се появява в стомана, стъкло или дори графен.
Pieture Bride, съавтор на изследването в Харвардското училище по инженерство и приложни науки
Звукът на музикалния трион след разпространениетоевтината и достъпна стомана стана популярна в народната музика в различни страни. Създаден чрез огъване на метален ръчен трион и накланянето му като виолончело, инструментът, според авторите на творбата, достига своя връх на водевилните сцени от началото на 20-ти век и преживява възраждане благодарение на социалните мрежи.
„Начинът, по който пее музикалният трион, се основава наневероятен ефект“, казва Булката. - Когато ударите плосък еластичен лист, като метален лист, цялата конструкция вибрира. Енергията бързо се губи, което води до тъп звук, който бързо се разсейва. Същият резултат се наблюдава, ако го огънете в J-образна форма. Но ако огънете листа в S-образна форма, можете да го накарате да вибрира върху много малка площ и това дава чист, продължителен звук."
Авторите на творбата смятат, че откритието предлаганадежден принцип на проектиране за висококачествени резонатори, независимо от размера и материала, от макроскопични музикални инструменти до наномащабни устройства, просто чрез комбиниране на геометрия и топология. Тази технология, казват изследователите, може да замени използването на сложни, внимателно структурирани, периодични масиви от наномембрани, които сега се използват за задвижване на локални режими.
Прочетете още:
Той е ловуван от векове: какво знаем за планетата Вулкан до Слънцето
Физиците експериментално потвърдиха нов фундаментален закон за течностите
Астрономите откриха източника на мистериозни радиоизблици, идващи от космоса