突破使得能够在没有能量损失的情况下存储和释放机械波
光和声波是能量和信号传输的基础,也是我们最基本技术的基础 - 从手机到引擎。然而,科学家还没有设计出一种方法,允许它们无限期地存储波浪,然后根据需要将波浪指向所需的位置。这样的开发将极大地促进操纵波浪以用于各种期望用途的能力,包括能量收集,量子计算,结构完整性监测,信息存储等。
在一篇新发表的科学进展论文中,由纽约市立大学研究生中心高级科学研究中心(ASRC)的光子学倡议创始主任AndreaAlù和航空工程教授Massimo Ruzzene领导的一组研究人员乔治亚理工学院已经通过实验证明,可以有效地捕获和存储波形,然后将其引导到特定位置。
“我们的实验证明,非传统形式的激发为控制波传播和散射提供了新的机会,”Alù说。“通过仔细调整激发的时间依赖性,可以将波有效地存储在空腔中,然后根据需要将其释放到所需的方向。”
方法
为了实现他们的目标,科学家必须设计一种方法来改变波浪和材料之间的基本相互作用。当光或声波撞击障碍物时,它会被部分吸收或反射和散射。吸收过程需要立即将波转换成热量或其他形式的能量。不能吸收波浪的材料只能反射和散射它们。研究人员的目标是找到一种模拟吸收过程的方法,而不将波转换为其他形式的能量,而是将其存储在材料中。理论上两年前由ASRC集团引入的这一概念被称为相干虚拟吸收。
为了证明他们的理论,研究人员推断他们需要定制波浪的时间演变,这样当他们接触到非吸收材料时,它们就不会被反射,散射或传播。这样可以防止撞击在结构上的波浪逃逸,并且它会被有效地困在里面,好像它被吸收一样。然后可以按需释放存储的波。
在他们的实验过程中,研究人员沿着含有空腔的碳钢波导管传播两个相反方向行进的机械波。仔细控制每个波的时间变化,以确保腔保持所有的冲击能量。然后,通过停止激励或使其中一个波失谐,它们能够控制所存储的能量的释放并根据需要将其发送到期望的方向。
“虽然我们使用固体材料中的弹性波进行概念验证实验,但我们的研究结果也适用于无线电波和光线,为高效能量收集,无线功率传输,低能量光子学提供了令人兴奋的前景,并且通常增强控制波传播,“Ruzzene说。
免责声明:本文由用户上传,与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考,并不构成投资建议。投资者据此操作,风险自担。 如有侵权请联系删除!
-
在美食的世界里,一句好的广告语不仅能让人垂涎欲滴,更能深入人心,成为品牌文化的象征。无论是街头小吃还是...浏览全文>>
-
在小学阶段,数学作为一门基础学科,其重要性不言而喻。它不仅是培养逻辑思维能力的重要工具,也是学生未来学...浏览全文>>
-
在快节奏的生活环境中,人们越来越关注身心健康的重要性。健康心理学作为一门新兴的交叉学科,正逐渐成为现代...浏览全文>>
-
在过去的2018年里,无数女性以她们的智慧、勇气和奉献精神,在各自的岗位上书写了不平凡的篇章。她们是新时代...浏览全文>>
-
在小学升初中这个关键阶段,数学作为一门核心科目,其重要性不言而喻。为了帮助学生们更好地应对即将到来的挑...浏览全文>>
-
在汉语中,“浑”字虽然看似简单,却蕴含着丰富的文化内涵和多样的表达方式。今天,我们就以“浑浊”中的“浑...浏览全文>>
-
在生活中,我们常常会遇到一些有趣的汉字,它们看似简单,却能组合出许多富有深意的词汇。今天,我们就来探讨...浏览全文>>
-
在日常的语言学习中,我们常常会遇到一些看似简单却充满趣味的汉字,比如“浑”字。这个字虽然不算复杂,但它...浏览全文>>
-
在古诗中,“浑欲不胜簪”这句诗出自唐代杜甫的《春望》。这句诗描绘了诗人面对战乱后国家破败、满目疮痍的景...浏览全文>>
-
在日常生活中,“浑水摸鱼”这个成语常用来形容那些趁乱占便宜或者混水摸鱼的人。那么,如何用它来造句呢?下...浏览全文>>