Uma equipe de pesquisadores da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas de Harvard (SEAS) e do Departamento de Física
A geometria da serra musical, conforme observadopesquisadores, cria o que os músicos chamam de ponto ideal e os físicos chamam de modos vibracionais localizados. Esta é uma área limitada da folha que ressoa sem perder energia nas bordas.
Usando a matemática dos sistemas topológicos,Os pesquisadores descobriram que os modos vibracionais localizados no ponto ideal de uma serra cantante são controlados por um parâmetro topológico que pode ser calculado e se baseia na existência de duas curvas opostas no material. Os pesquisadores também descobriram que podem ajustar a localização do modo alterando a forma da curva S, o que é importante em aplicações como detecção, onde você precisa de um ressonador sintonizado em frequências muito específicas.
Usando experimentos, teóricos e numéricosEm análise, mostramos que a curvatura S em uma casca fina pode localizar modos topologicamente protegidos no "sweet spot" ou linha de inflexão, semelhantes aos estados de borda exóticos em isolantes topológicos. Este fenômeno é independente do material, ou seja, aparece em aço, vidro ou mesmo grafeno.
Peture Bride, coautor do estudo da Harvard School of Engineering and Applied Sciences
O som do musical viu desde a propagaçãoaço barato e acessível tornou-se popular na música folclórica em diferentes países. Criado dobrando uma serra manual de metal e inclinando-a como um violoncelo, o instrumento, segundo os autores da obra, atingiu seu auge nos palcos do vaudeville do início do século 20 e experimentou um ressurgimento graças às redes sociais.
"A forma como a serra musical canta é baseadaefeito incrível”, diz Bride. - Quando você bate em uma folha elástica plana, como uma folha de metal, toda a estrutura vibra. A energia é rapidamente perdida, resultando em um som surdo que se dissipa rapidamente. O mesmo resultado é observado se você o dobrar em forma de J. Mas se você dobrar a folha em forma de S, poderá fazê-la vibrar em uma área muito pequena, e isso dará um som limpo e sustentado."
Os autores da obra acreditam que a descoberta ofereceum princípio de design confiável para ressonadores de alta qualidade, independentemente do tamanho e do material, desde instrumentos musicais macroscópicos até dispositivos em nanoescala, simplesmente combinando geometria e topologia. Essa tecnologia, dizem os pesquisadores, pode substituir o uso de conjuntos periódicos de nanomembranas complexos, cuidadosamente estruturados, que agora são usados para conduzir modos locais.
Consulte Mais informação:
É caçado há séculos: o que sabemos sobre o planeta Vulcano ao lado do Sol
Físicos confirmaram experimentalmente uma nova lei fundamental para líquidos
Astrônomos descobriram a fonte de misteriosas rajadas de rádio que vêm do espaço