Загадковий 4D-метаматеріал допоможе розвитку квантових обчислень: що придумали вчені
Цей матеріал здатний керувати енергетичними хвилями на поверхні твердої речовини, і це розкриє секрет механізму вібрацій через тверду поверхню об'єктів.
Учені Університету Міссурі розробили нову форму метаматеріалу, засновану на методі 4D синтетичного вимірювання, повідомляє Interesting Engineering. Цей матеріал допоможе в розвитку квантових обчислень. Людина сприймає світ переважно в трьох вимірах. Однак останнім часом науковці почали досліджувати перспективи четвертого виміру (4D), або синтетичного виміру — нашого бачення за межами фізичного світу.
Згідно з опублікованою роботою дослідників, цей матеріал може керувати енергетичними хвилями на поверхні твердої речовини. Ці енергетичні хвилі відомі як механічні поверхневі хвилі, які можуть допомогти у визначенні того, як вібрації поширюються через тверду поверхню матеріалу.
"Традиційні матеріали обмежені тільки трьома вимірами за осями X, Y і Z, — каже вчений Гуолян Хуанг, співавтор цього дослідження з університету. — Але тепер ми створюємо матеріали в синтетичному вимірі, або 4D, що дає нам змогу маніпулювати траєкторією енергетичної хвилі, щоб вона прямувала саме туди, куди ми хочемо, коли вона проходить від одного кута матеріалу до іншого", — пояснив він.
Основна користь від цього нового метаматеріалу — в галузі квантових обчислень. Однак він також може мати значення для створення безпечніших інженерних рішень для сейсмонебезпечних районів.
"Більша частина енергії — 90% — від землетрусу відбувається вздовж поверхні Землі. Тому, якщо покрити цим матеріалом структуру, що нагадує подушку, і розмістити її на поверхні Землі під будівлею, то це потенційно може допомогти утримати конструкцію від руйнування під час землетрусу", — сказав Хуанг.
Під час розроблення цього нового метаматеріалу використовувалася галузь математики, відома як топологія. Ця галузь займається вивченням форм і їхнього розташування в просторі.
У цьому дослідженні використовували ефект топологічного накачування, який, як стверджується в дослідженні, "дає змогу хвилям переміщатися за зразком, не зазнаючи порушень". Топологічне накачування здатне поліпшити квантову механіку та квантові обчислення, даючи змогу створювати квантово-механічні явища вищих вимірів.
Раніше Фокус розповідав, що знайдено "чудовий" надпровідник: уміє левітувати й працювати за кімнатної температури. Надпровідник LK-99 може уможливити створення транспортної мережі для поїздів на магнітній підвісці та вдосконалити квантові комп'ютери, але може стати великим розчаруванням.