Открытие также демонстрирует, что столетняя теорема физики предлагает намного большую свободу, чем долго считалось. Результаты изданы онлайн 25 июля в журнале Nature.
Эксперимент Йельского университета обманчиво прост в понятии. Исследователи настраивают пару связанных, вибрирующих пружин и изучили акустические волны, которые поехали между ними, когда они управляли формой пружин.
Колебания – а также другие типы энергетических волн – в состоянии переместиться, или колебаться на различных частотах. В этом случае пружины вибрируют на частотах, которые сливаются, подобный полосе Moebius, которая сворачивается в на себе.
Точное пятно, где слияние колебаний называют «исключительным пунктом».«Это похоже на струну гитары», сказал Джек Харрис, Йельский адъюнкт-профессор физики и применил физику и научного руководителя исследования. «Когда Вы щипаете его, это может вибрировать в горизонтальной плоскости или вертикальном самолете. Как это вибрирует, мы поворачиваем настраивающийся ориентир способом, который достоверно преобразовывает горизонтальное движение в вертикальное движение, независимо от деталей того, как ориентир превращен».
В отличие от гитары, однако, эксперимент потребовал, чтобы запутанная лазерная система точно управляла колебаниями и криогенной палатой охлаждения, в которой колебания могли быть изолированы от любого нежелательного волнения.Йельский эксперимент значительный по двум причинам, сказали исследователи. Во-первых, это предлагает очень надежный способ управлять сигналами волны.
Во-вторых, это демонстрирует важное – и удивляющий – расширение к укоренившейся теореме физики, адиабатная теорема.Адиабатная теорема говорит, что волны с готовностью приспособятся к изменяющимся условиям, если те изменения будут медленно происходить.
В результате, если условия постепенно возвращаются к их начальной конфигурации, любые волны в системе должны аналогично возвратиться к их начальному состоянию вибрации. В Йельском эксперименте этого не происходит; на самом деле волнами можно управлять в новое государство.
«Это – очень прочный и общий способ управлять волнами и колебаниями, который был предсказан теоретически в прошлое десятилетие, но который никогда не демонстрировался прежде», сказал Харрис. «Мы только поцарапали поверхность здесь».