Tyrėjų komanda iš Harvardo inžinerijos ir taikomųjų mokslų mokyklos (SEAS) ir Fizikos katedros
Muzikinio pjūklo geometrija, kaip pažymėtatyrėjai, sukuria tai, ką muzikantai vadina saldžiąja vieta, o fizikai vadina lokalizuotus vibracijos režimus. Tai yra ribota lapo sritis, kuri rezonuoja neprarandant energijos kraštuose.
Naudojant topologinių sistemų matematiką,Tyrėjai nustatė, kad lokalizuotus vibracijos režimus dainuojančio pjūklo taške kontroliuoja topologinis parametras, kurį galima apskaičiuoti ir kuris yra pagrįstas dviejų priešingų kreivių buvimu medžiagoje. Tyrėjai taip pat nustatė, kad jie gali sureguliuoti režimo lokalizaciją keisdami S kreivės formą, kuri yra svarbi tokiose programose kaip aptikimas, kur reikia rezonatoriaus, suderinto su labai specifiniais dažniais.
Naudojant eksperimentus, teorinius ir skaitiniusanalizė parodė, kad S kreivumas ploname apvalkale gali lokalizuoti topologiškai apsaugotus režimus „saldžioje vietoje“ arba vingio linijoje, panašiai kaip egzotiškos topologinių izoliatorių briaunos. Šis reiškinys nepriklauso nuo medžiagos, ty atsiranda pliene, stikle ar net grafene.
Pieture Bride, tyrimo bendraautorė Harvardo inžinerijos ir taikomųjų mokslų mokykloje
Miuziklo garsas matė nuo pasklidimopigus ir prieinamas plienas išpopuliarėjo įvairių šalių liaudies muzikoje. Sukurtas lenkiant metalinį rankinį pjūklą ir pasvirus kaip violončelę, instrumentas, anot kūrinio autorių, savo viršūnę pasiekė XX amžiaus pradžios vodevilio scenose ir socialinių tinklų dėka patyrė atgimimą.
„Tai, kaip dainuoja muzikinis pjūklas, pagrįstasnuostabus efektas“, – sako Bride. - Kai atsitrenkiate į plokščią elastingą lakštą, pavyzdžiui, metalinį lakštą, visa konstrukcija vibruoja. Energija greitai prarandama, todėl atsiranda nuobodus garsas, kuris greitai išsisklaido. Tas pats rezultatas pastebimas, jei sulenkiate jį į J formą. Bet jei sulenksite lakštą į S formą, galite priversti jį vibruoti labai mažame plote ir tai suteiks švarų, nuolatinį garsą.
Darbo autoriai mano, kad atradimas siūlopatikimas dizaino principas aukštos kokybės rezonatoriams, nepriklausomai nuo dydžio ir medžiagos, nuo makroskopinių muzikos instrumentų iki nanoskalės įrenginių, tiesiog derinant geometriją ir topologiją. Ši technologija, pasak mokslininkų, galėtų pakeisti sudėtingų, kruopščiai struktūrizuotų, periodinių nanomembranų matricų, kurios dabar naudojamos vietiniams režimams valdyti, naudojimą.
Skaityti daugiau:
Jis buvo medžiojamas šimtmečius: ką mes žinome apie Vulkano planetą šalia Saulės
Fizikai eksperimentiškai patvirtino naują pagrindinį skysčių dėsnį
Astronomai rado paslaptingų radijo bangų, sklindančių iš kosmoso, šaltinį