Tim istraživača sa Harvard School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) i Odsjeka za fiziku
Geometrija glazbene pile, kao što je navedenoistraživača, stvara ono što glazbenici nazivaju slatkom točkom, a fizičari nazivaju lokaliziranim vibracijskim načinima. Ovo je ograničeno područje na listu koje rezonira bez gubitka energije na rubovima.
Koristeći matematiku topoloških sustava,Istraživači su otkrili da su lokalizirani vibracijski modovi u slatkoj točki raspjevane pile kontrolirani topološkim parametrom koji se može izračunati i temelji se na postojanju dviju suprotnih krivulja u materijalu. Istraživači su također otkrili da mogu podesiti lokalizaciju načina rada promjenom oblika S-krivulje, što je važno u aplikacijama poput senzora gdje vam je potreban rezonator podešen na vrlo specifične frekvencije.
Korištenje eksperimenata, teorijskih i numeričkihanalizom, pokazali smo da S-zakrivljenost u tankoj ljusci može lokalizirati topološki zaštićene modove u "sweet spot" ili liniji pregiba, slično egzotičnim rubnim stanjima u topološkim izolatorima. Ovaj fenomen je neovisan o materijalu, tj. pojavljuje se u čeliku, staklu ili čak grafenu.
Peture Bride, koautorica studije na Harvard School of Engineering and Applied Sciences
Zvuk glazbene pile od širenjajeftin i pristupačan čelik postao je popularan u narodnoj glazbi u različitim zemljama. Nastao savijanjem metalne ručne pile i naginjanjem poput violončela, instrument je, prema riječima autora djela, dosegao vrhunac na vodviljskim pozornicama ranog 20. stoljeća i doživio preporod zahvaljujući društvenim mrežama.
„Način na koji pjeva glazbena pila temelji se na tomenevjerojatan učinak”, kaže Bride. - Kada udarite u ravnu elastičnu ploču, kao što je metalni lim, cijela konstrukcija vibrira. Energija se brzo gubi, što rezultira tupim zvukom koji se brzo raspršuje. Isti rezultat se opaža ako ga savijete u J-oblik. Ali ako savijete list u S-oblik, možete učiniti da vibrira na vrlo malom području, a to daje čist, trajan zvuk."
Autori djela vjeruju da otkriće nudiPouzdan princip dizajna za visokokvalitetne rezonatore bez obzira na veličinu i materijal, od makroskopskih glazbenih instrumenata do nano-uređaja, jednostavno kombiniranjem geometrije i topologije. Ova tehnologija, kažu istraživači, mogla bi zamijeniti upotrebu složenih, pažljivo strukturiranih, periodičnih nizova nanomembrana koje se sada koriste za pokretanje lokalnih načina rada.
Čitaj više:
Lovi se stoljećima: što znamo o planetu Vulkan pored Sunca
Fizičari su eksperimentalno potvrdili novi temeljni zakon za tekućine
Astronomi su pronašli izvor tajanstvenih radijskih praska koji dolaze iz svemira