Genom att ringa ett föremål med ett visst elastiskt material kan det göras osynligt för mekaniska vågor, säger författaren till en ny studie. Principen föreslås utvidgas till markstrukturer
William J. Parnell från University of Manchester har utvecklat en ny teori om "osynlighetens mantel" som arbetar inom elastiska vibrationer.
I sin artikel i Proceedings of the Royal Society A visade britten hur du kan få vågorna att smidigt böjas runt ett föremål som skyddas med Neo-Hookean-fasta material.
Tre fall av elastisk vågpassage i Parnells datormodell. Den vita cirkeln är källan. Den svarta cirkeln är det skyddade hålrummet. I den första versionen är den helt enkelt för liten (jämfört med våglängden) för att skapa en märkbar förvrängning i bilden.
Sådana kompositioner har ett icke-linjärt samband mellan mekanisk spänning och deformation. Parnell fann att om en preliminär mekanisk spänning skapas i en elastomerring, då man använder ett liknande system, kan man godtyckligt kontrollera spridningen av elastiska vågor av en viss typ.
Som ett resultat är det möjligt att uppnå effekten när kraftfulla mekaniska vibrationer i mediet (t.ex. marken) kommer att passera genom det skyddade föremålet nästan utan förvrängning, som om det inte finns.
Tekniken kallas "Elastodynamic Cloaking". Dess allmänna idé liknar den som framfördes av en annan grupp europeiska forskare 2009.
Kampanjvideo:
Det finns dock en betydande skillnad. I tidigare arbeten föreslog forskare att skapa flerlagersringar av metamaterial i marken runt byggnader.
Genom att kombinera polymerer med olika elastiska egenskaper är det möjligt att uppnå konstruktionen av ett föremål, vars mekaniska egenskaper, det vill säga reaktionen på en seismisk våg, kommer att skilja sig radikalt från egenskaperna hos varje komponent separat. (Och detta tillvägagångssätt är förresten mycket likt forskning inom området "osynlighetsmantlar" som arbetar med elektromagnetiska vågor.)
Men William anser att inhomogena (och samtidigt komplexa) metamaterial inte behövs i detta fall. Det är sant att dess system fortfarande måste förbättras. Men på lång sikt kan Parnells arbete leda till en ny metod för att skydda byggnader från jordbävningar.
"Om teorin kan utvidgas till större objekt, kommer det att leda till skapandet av" kappor "för att skydda strukturer. Eller, kanske mer realistiskt, för att skydda de viktigaste delarna av dessa strukturer", säger uppfinnaren.
