Kasutades teoreetilise füüsika tuntud meetodeid Suure püramiidi elektromagnetilise reageerimise uurimiseks raadiolainetele, leidis rahvusvaheline uurimisrühm, et elektromagnetilise resonantsi tingimustes suudab püramiid kontsentreerida elektromagnetilise energia oma sisekambrites ja aluse all. Uuring on avaldatud ajakirjas Journal of Applied Physics, Journal of Applied Physics.
Uurimisrühm kavatseb neid teoreetilisi tulemusi kasutada nanoosakeste väljatöötamiseks, mis suudaksid sarnaseid efekte taasesitada optilises vahemikus. Selliseid nanoosakesi saab kasutada näiteks andurite ja suure jõudlusega päikesepatareide loomiseks.
Kuigi Egiptuse püramiide ümbritsevad paljud müüdid ja legendid, on meil nende füüsikaliste omaduste kohta teaduslikult usaldusväärset teavet vähe. Nagu selgus, osutub see teave mõnikord muljetavaldavamaks kui ükski väljamõeldis.
Idee viia läbi füüsiline uuring tuli pähe ITMO (Peterburi Riiklik Infotehnoloogia, Mehaanika ja Optika Uurimisülikool) ja Laser Zentrum Hannoveri teadlastele.
Füüsikud hakkasid huvi tundma, kuidas Suur püramiid interakteerub resonantselektromagnetiliste lainetega ehk teisisõnu proportsionaalse pikkusega lainetega. Arvutused on näidanud, et resonantses olekus suudab püramiid kontsentreerida elektromagnetilise energia nii püramiidi sisekambrites kui ka selle aluse all, kus asub kolmas, lõpetamata kamber.
Need järeldused saadi füüsikalise numbrilise modelleerimise ja analüütiliste meetodite põhjal. Alguses pakkusid teadlased välja, et püramiidi resonantsi võivad põhjustada raadiolained, mille pikkus on 200 kuni 600 meetrit. Seejärel modelleerisid nad püramiidi elektromagnetilise vastuse ja arvutasid väljasuremise ristlõike. See väärtus aitab hinnata, kui suure osa langeva laine energiast võib püramiid resonantsetingimustes hajutada või neelata. Lõpuks leidsid teadlased samadel tingimustel elektromagnetiliste väljade jaotuse püramiidi sees.
Elektriliste (a-d) ja magnetiliste (e-h) väljade jaotus vabas ruumis asuva püramiidi xz tasapinnas. Saabuvad lained on polariseeritud piki x-telge. Püramiidi sees asuv must ristkülik tähistab "tsaari koda". Langevate tasapinnaliste lainete levimise suund on näidatud alloleval joonisel:
Reklaamvideo:
Elektriliste suuruste (a - d) ja magnetvälja (e - h) jaotus vabas ruumis asuva püramiidi xz tasapinnas. Saabuvad (ülespoole) lained polariseeruvad piki x-telge. Püramiidi sees asuv must ristkülik tähistab "tsaari koda". Langevate tasapinnaliste lainete levimise suund on näidatud alloleval joonisel:
Tulemuste selgitamiseks viisid teadlased läbi mitmepooluse analüüsi. Seda meetodit kasutatakse füüsikas laialdaselt keeruka objekti ja elektromagnetilise välja vastasmõju uurimiseks. Välja hajuv objekt asendatakse lihtsamate kiirgusallikate komplektiga: mitmepoolused. Kiirguse kogumine mitmepooluselt langeb kokku kogu objekti välja hajumisega. Seetõttu on iga mitmepooluse tüüpi teades võimalik ennustada ja selgitada hajutatud väljade jaotust ja konfiguratsiooni kogu süsteemis.
Suur püramiid on teadlasi köitnud, uurides valguse ja dielektriliste nanoosakeste vastasmõjusid. Nanoosakeste poolt hajuv valguse hajumine sõltub nende suurusest, kujust ja lähtematerjali murdumisnäitajast. Neid parameetreid muutes saab kindlaks teha resonantsi hajumisrežiimid ja kasutada neid nanoskaala valguse juhtimiseks vajalike seadmete väljatöötamiseks.
„Egiptuse püramiidid on alati pälvinud palju tähelepanu. Kuna meie, teadlastena, tundsime nende vastu huvi, otsustasime vaadata Suurt püramiidi kui hajutatud osakese, mis kiirgab raadiolaineid. Kuna puudus teave püramiidi füüsikaliste omaduste kohta, pidime kasutama mõnda eeldust. Näiteks eeldasime, et sees pole tundmatuid õõnsusi ja tavalise lubjakivi omadustega ehitusmaterjal jaotub püramiidi sees ja välja ühtlaselt. Neid eeldusi arvesse võttes saime huvitavaid tulemusi, mis võivad leida olulisi praktilisi rakendusi,”ütleb Andrey Evlyukhin, teadusjuhendaja ja teadusuuringute koordinaator.
Nüüd plaanivad teadlased kasutada tulemusi nanoskaala sarnaste mõjude reprodutseerimiseks. „Valides sobivate elektromagnetiliste omadustega materjali, saame püramiidsed nanoosakesed, mida on võimalik praktiliselt kasutada nanosensorites ja efektiivsetes päikesepatareides,“ütles Polina Kapitainova, ITMO ülikooli füüsika ja tehnoloogia doktorikraad.
