Un cristallo di Weyl in grado di riflettere il suono stampato in 3d o meglio Rifrazione topologica negativa delle onde acustiche superficiali in un cristallo fononico di Weyl

Fisici dell’Università del Texas a Dallas (UT Dallas) e della Cina Wuhan University usano aste rettangolari polimeriche stampate in 3D per creare un cristallo di Weyl in grado di riflettere il suono.

Un cristallo sonico di Weyl è considerato un materiale quantico e funge da analogo acustico. Simile al grafene , gli elettroni che si trovano sulla superficie delle particelle di Weyl presentano una carica elettrica che gli consente di funzionare per dispositivi elettronici. Ciò è dovuto alle sue proprietà uniche che consentono la riflessione zero e la rifrazione negativa, consentendo onde acustiche e luminose.

Proibito in natura

“Abbiamo dimostrato che è possibile costruire un cristallo sonico per manipolare il suono in un modo che è proibito in natura”, ha detto. Dr. Fan Zhang, assistente professore di fisica all’UT Dallas e uno degli autori dello studio pubblicato su Nature .

“I RISULTATI POTREBBERO ISPIRARE NUOVE DIREZIONI NELLA MANIPOLAZIONE DELLE ONDE, COME LE TECNOLOGIE DI CLOAKING ACUSTICO E I PROGRESSI NELLA FOTONICA E NELL’ELETTRONICA”.

Controllo del suono e delle onde luminose con produzione additiva

Riflessione e rifrazione delle onde compaiono all’interfaccia tra due diversi media. Secondo la ricerca, “questi due fenomeni di onda interfacciale fondamentali costituiscono la base per la fabbricazione di varie componenti dell’onda, come le lenti ottiche “.

Tali obiettivi vengono utilizzati all’interno di fotocamere e microscopi , oltre a dispositivi acustici in quanto la rifrazione può dirigere e riorientare la luce e il suono in immagini chiare e vibrazioni.

Lo studio aggiunge: “In generale, la riflessione è inevitabile durante il processo di rifrazione, ma questo è spesso indesiderabile nella progettazione di dispositivi funzionali ad onda.” Così i ricercatori sono stati ispirati a utilizzare i cristalli di controllo del suono per progettare sostanze artificiali con rifrazione negativa.

La rifrazione negativa, nota anche come riflessione dell’immagine speculare, si verifica quando il suono o le onde luminose cambiano direzione, essendo piegate, mentre viaggiano da un mezzo a un altro. Il Dr. Zhang ha spiegato: “A causa della rifrazione negativa e del riflesso zero del suono all’interfaccia di due facce, questo tipo di cristallo potrebbe comportarsi come un dispositivo di occultamento per il suono.”

Sperimentando con rifrazione negativa, i ricercatori hanno stampato in 3D un cubo di cristallo sonico di Weyl delle dimensioni di un computer desktop. Il cubo è stato realizzato con barre rettangolari polimeriche stampate in 3D che sono state impilate in strati, denominate “configurazione di catasta di legna”.

Gli strati consistevano in diverse aste poste parallelamente l’una all’altra. Inoltre, il cubo è stato costruito per il suono, piuttosto che per la luce, quindi il team ha trasmesso il suono verso la superficie inserendo microfoni all’interno della struttura. Zhang ha continuato,

“C’È ANCORA QUALCHE RIFLESSO ASSOCIATO A QUESTI METAMATERIALI. MA ABBIAMO TROVATO UNA STRADA FONDAMENTALMENTE NUOVA PER RENDERLO ZERO. “

La ricerca, ” Rifrazione topologica negativa delle onde acustiche superficiali in un cristallo fononico di Weyl “, è coautore di Hailong He , Chunyin Qiu, Liping Ye, Xiangxi Cai, Fan degli Xiying, Manzhu Ke, Fan Zhang e Zhengyou Liu.

Be the first to comment on "Un cristallo di Weyl in grado di riflettere il suono stampato in 3d o meglio Rifrazione topologica negativa delle onde acustiche superficiali in un cristallo fononico di Weyl"

Leave a comment