Физики создали сосуд, в котором поверхностные волны жидкости после возмущения не рассеиваются, а концентрируются в исходное состояние и колеблются таким образом до затухания. "Пруд Максвелла", как назвали его авторы, построен на расчетах знаменитого физика XIX века.
Препринт статьи опубликован на сайте Корнельского университета, а краткое описание необычного устройства приводит блог Technology Review.
Устройство сосуда основано на идее сферической линзы, высказанной еще Джеймсом Максвеллом. Эта необычная линза имеет форму шара, а коэффициент преломления в ней постепенно меняется от центра к поверхности. Благодаря этому, пучок параллельных лучей, попавший на линзу, фокусируется в единственной точке на поверхности шара. Соответственно, свет, испущенный точечным источником у поверхности, преобразуется в параллельный пучок.
Так же распространяются волны и в разработанном авторами сосуде - точечное возмущение на поверхности сосуда, отражаясь от стенок, снова фокусируются в исходной точке.
Из-за сложностей производства оптических материалов с переменным коэффициентом преломления, оптические сферические линзы так и остались теоретическими устройствами. Создать подобное устройство для двумерных волн оказалось гораздо проще.
Коэффициент преломления двумерных волн на поверхности жидкости зависит от глубины сосуда, поэтому для создания двумерной максвелловской линзы авторам потребовалось только правильно подобрать кривизну дна. "Пруд Максвелла" представлял собой круглый сосуд с выпуклым дном.
На сегодняшний день на принципах, высказанных Максвеллом, работают сферические линзы Люнеберга, названные по имени физика, разработавшего их теорию. Они преломляют не оптические, а радиоволны и применяются в военных радарах и ракетах-мишенях. |
