Барбекю помогло физикам изучить загадочные волны

Исследователи из университетов Аугсбурга и Аделаиды раскрыли тайну волн Рэлей-Блоха — мощных вибраций, способных разрушать инженерные конструкции. Эти волны обычно исчезают при превышении определенной пороговой частоты, но иногда неожиданно появляются на более высоких частотах. Новое исследование, опубликованное в журнале Communications Physics (ComPhysics), экспериментально подтвердило теоретические расчеты, объясняющие этот феномен.

Чтобы изучить поведение волн, ученые использовали модель, напоминающую гигантский барбекю-гриль. На одной из его металлических перемычек был установлен громкоговоритель, создающий звуковые волны разной частоты, а микрофоны фиксировали их распространение. Оказалось, что волны действительно исчезают после определенной частоты, но затем возникают вновь на строго предсказанных частотах, причем их структура изменяется.

Математическое объяснение заключается в том, что после превышения пороговой частоты длины волн приобретают мнимую компоненту (содержат квадратный корень из -1). Однако при определенных значениях эта компонента становится очень малой и волны вновь становятся заметными.

Это открытие не только позволяет лучше понять природу волн Рэлей-Блоха и их потенциальную опасность, но и открывает новые перспективы. Например, эти волны могут быть использованы в передаче сигналов с минимальными потерями, аналогично оптоволоконным кабелям.