Ученые из Швейцарской федеральной политехнической школы Лозанны разработали новый акустический метаматериал, способный моделировать квантовые явления без ограничений, связанных с их хрупкостью. Исследователи предложили использовать звуковые волны вместо частиц, что позволяет исследовать свойства плотных атомных структур без разрушения их состояния. Работа опубликована в журнале Physical Review B (PRB).
В основе идеи лежит аналогия между квантовыми волнами и звуком. Как голос человека состоит из множества частот, которые воспринимаются одновременно, так и квантовые системы могут находиться в состоянии суперпозиции. Новый метаматериал, состоящий из 16 акустических «атомов», позволяет исследователям управлять звуковыми волнами и анализировать их без нарушения системы.
Эта разработка может найти применение в самых разных сферах. Например, структура метаматериала напоминает органы слуха человека, что может помочь в изучении слуховых расстройств. Кроме того, исследователи рассматривают возможность создания акустического аналога квантового компьютера, где звуковые волны смогут выполнять вычисления без разрушения суперпозиции состояний. В перспективе технология также может быть использована в телекоммуникациях и энергетике, позволяя более эффективно управлять потоками информации и энергии.
По словам авторов, новый метаматериал можно рассматривать как лабораторию квантовых эффектов, но без присущих им ограничений. Это открывает перед учеными новые возможности для исследования фундаментальных свойств материи и создания инновационных технологий.
Ранее ученые научились управлять формой клеток с помощью света.