Kim tự tháp là bộ tập trung năng lượng. Khoa học chứng minh

2024 Tác giả: Seth Attwood | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-16 16:20

Sử dụng các phương pháp vật lý lý thuyết nổi tiếng để nghiên cứu phản ứng điện từ của Kim tự tháp với sóng vô tuyến, một nhóm nghiên cứu quốc tế đã phát hiện ra rằng, trong điều kiện cộng hưởng điện từ, một kim tự tháp có thể tập trung năng lượng điện từ trong các khoang bên trong và dưới đế.

Nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Vật lý Ứng dụng, Tạp chí Vật lý Ứng dụng.

Nhóm nghiên cứu có kế hoạch sử dụng các kết quả lý thuyết này để phát triển các hạt nano có thể tái tạo các hiệu ứng tương tự trong phạm vi quang học. Ví dụ, các hạt nano như vậy có thể được sử dụng để tạo ra các cảm biến và pin mặt trời hiệu suất cao.

Trong khi các kim tự tháp Ai Cập được bao quanh bởi nhiều huyền thoại và truyền thuyết, chúng ta có rất ít thông tin khoa học đáng tin cậy về các đặc tính vật lý của chúng. Hóa ra, đôi khi thông tin này còn ấn tượng hơn bất kỳ điều hư cấu nào.

Ý tưởng thực hiện một nghiên cứu vật lý đã nảy ra trong đầu các nhà khoa học từ ITMO (Đại học Nghiên cứu Quốc gia St. Petersburg về Công nghệ Thông tin, Cơ học và Quang học) và Laser Zentrum Hannover.

Các nhà vật lý bắt đầu quan tâm đến cách Đại kim tự tháp sẽ tương tác với sóng điện từ cộng hưởng, hay nói cách khác, với các sóng có độ dài tỷ lệ thuận. Các tính toán đã chỉ ra rằng ở trạng thái cộng hưởng, một kim tự tháp có thể tập trung năng lượng điện từ trong các khoang bên trong của kim tự tháp, cũng như dưới đế của nó, nơi có khoang thứ ba, chưa hoàn thành.

Những kết luận này thu được trên cơ sở mô hình số và phương pháp phân tích vật lý. Lúc đầu, các nhà nghiên cứu cho rằng sự cộng hưởng trong kim tự tháp có thể do sóng vô tuyến có chiều dài từ 200 đến 600 mét gây ra. Sau đó, họ lập mô hình phản ứng điện từ của kim tự tháp và tính toán mặt cắt tuyệt chủng. Giá trị này giúp ước tính lượng năng lượng sóng tới có thể bị tán xạ hoặc hấp thụ bởi kim tự tháp trong điều kiện cộng hưởng. Cuối cùng, trong những điều kiện tương tự, các nhà khoa học đã thu được sự phân bố của các trường điện từ bên trong kim tự tháp.

Để giải thích kết quả, các nhà khoa học đã thực hiện một phân tích đa cực. Phương pháp này được sử dụng rộng rãi trong vật lý để nghiên cứu sự tương tác giữa một vật thể phức tạp và trường điện từ. Đối tượng tán xạ trường được thay thế bằng một tập hợp các nguồn bức xạ đơn giản hơn: đa cực. Tập hợp bức xạ từ đa cực trùng với trường tán xạ trên toàn bộ vật thể. Do đó, biết loại của mỗi đa cực, có thể dự đoán và giải thích sự phân bố và cấu hình của các trường phân tán trong toàn bộ hệ thống.

Kim tự tháp lớn đã thu hút các nhà nghiên cứu bằng cách nghiên cứu sự tương tác giữa ánh sáng và các hạt nano điện môi. Sự tán xạ ánh sáng của các hạt nano phụ thuộc vào kích thước, hình dạng và chỉ số khúc xạ của vật liệu ban đầu. Bằng cách thay đổi các tham số này, có thể xác định các chế độ tán xạ cộng hưởng và sử dụng chúng để phát triển các thiết bị điều khiển ánh sáng ở kích thước nano.

“Các kim tự tháp Ai Cập luôn thu hút rất nhiều sự chú ý. Chúng tôi, với tư cách là các nhà khoa học, rất quan tâm đến chúng, vì vậy chúng tôi quyết định xem Đại kim tự tháp như một hạt phân tán phát ra sóng vô tuyến. Do thiếu thông tin về các đặc tính vật lý của kim tự tháp, chúng tôi phải sử dụng một số giả thiết. Ví dụ, chúng tôi giả định rằng bên trong không có các hốc chưa biết và vật liệu xây dựng với các đặc tính của đá vôi thông thường được phân bổ đều bên trong và bên ngoài kim tự tháp. Andrey Evlyukhin, người giám sát nghiên cứu và điều phối viên nghiên cứu, cho biết:

Các nhà khoa học hiện có kế hoạch sử dụng kết quả để tái tạo các hiệu ứng tương tự ở quy mô nano. Polina Kapitainova, Tiến sĩ Vật lý và Công nghệ tại Đại học ITMO cho biết: “Bằng cách chọn một vật liệu có đặc tính điện từ phù hợp, chúng ta có thể thu được các hạt nano hình chóp với triển vọng ứng dụng thực tế trong cảm biến nano và pin mặt trời hiệu quả.