Püramiidid on energia koondajad. Teaduslikult tõestatud

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-16 16:03

Kasutades tuntud teoreetilise füüsika meetodeid suure püramiidi elektromagnetilise reaktsiooni uurimisel raadiolainetele, leidis rahvusvaheline uurimisrühm, et elektromagnetresonantsi tingimustes võib püramiid koondada elektromagnetenergiat oma sisekambritesse ja aluse alla.

Uuring on avaldatud ajakirjas Journal of Applied Physics, Journal of Applied Physics.

Uurimisrühm kavatseb neid teoreetilisi tulemusi kasutada nanoosakeste väljatöötamiseks, mis suudavad optilises vahemikus sarnaseid efekte reprodutseerida. Selliseid nanoosakesi saab kasutada näiteks andurite ja suure jõudlusega päikesepatareide loomiseks.

Kuigi Egiptuse püramiide ümbritseb palju müüte ja legende, on meil vähe teaduslikult usaldusväärset teavet nende füüsikaliste omaduste kohta. Nagu selgus, osutub see teave mõnikord muljetavaldavamaks kui mis tahes väljamõeldis.

Füüsikalise uuringu läbiviimise idee tekkis ITMO (St. Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics) ja Hannoveri Laser Zentrumi teadlastel.

Füüsikuid hakkas huvitama, kuidas Suur Püramiid interakteerub resonants-elektromagnetlainetega ehk teisisõnu proportsionaalse pikkusega lainetega. Arvutused on näidanud, et resonantsseisundis võib püramiid koondada elektromagnetilise energia püramiidi sisekambritesse, aga ka selle aluse alla, kus asub kolmas, lõpetamata kamber.

Need järeldused tehti numbrilise modelleerimise ja füüsika analüütiliste meetodite põhjal. Alguses pakkusid teadlased, et püramiidi resonantse võivad põhjustada 200–600 meetri pikkused raadiolained. Seejärel modelleerisid nad püramiidi elektromagnetilist reaktsiooni ja arvutasid välja ekstinktsiooni ristlõike. See väärtus aitab hinnata, kui suure osa langeva laine energiast suudab püramiid resonantstingimustes hajutada või neelata. Lõpuks saavutasid teadlased samadel tingimustel elektromagnetväljade jaotuse püramiidi sees.

Tulemuste selgitamiseks viisid teadlased läbi mitmepooluselise analüüsi. Seda meetodit kasutatakse füüsikas laialdaselt keeruka objekti ja elektromagnetvälja vastastikmõju uurimiseks. Välja hajutav objekt asendatakse lihtsamate kiirgusallikate kogumiga: multipoolustega. Kiirguse kogunemine mitmepoolustelt langeb kokku välja hajumisega kogu objektil. Seega, teades iga multipooluse tüüpi, on võimalik ennustada ja selgitada hajutatud väljade jaotust ja konfiguratsiooni kogu süsteemis.

Suur püramiid on meelitanud teadlasi valguse ja dielektriliste nanoosakeste vastastikmõju uurimisega. Nanoosakeste valguse hajumine sõltub nende suurusest, kujust ja lähtematerjali murdumisnäitajast. Neid parameetreid muutes on võimalik määrata resonantshajumisrežiime ja kasutada neid nanoskaalas valguse juhtimise seadmete väljatöötamiseks.

«Egiptuse püramiidid on alati palju tähelepanu äratanud. Teadlastena tundsime nende vastu huvi, mistõttu otsustasime vaadelda Suurt Püramiidi kui hajutatud osakest, mis kiirgab raadiolaineid. Püramiidi füüsikaliste omaduste kohta teabe puudumise tõttu pidime kasutama mõningaid eeldusi. Näiteks eeldasime, et sees pole tundmatuid õõnsusi ning tavalise lubjakivi omadustega ehitusmaterjal on püramiidi sees ja väljas ühtlaselt jaotunud. Neid eeldusi arvesse võttes saime huvitavaid tulemusi, mis võivad leida olulisi praktilisi rakendusi,”ütleb uurimistöö juhendaja ja uurimistöö koordinaator Andrei Evlyukhin.

Teadlased kavatsevad nüüd kasutada tulemusi sarnaste mõjude kordamiseks nanomõõtmetes. "Sobivate elektromagnetiliste omadustega materjali valimisel saame saada püramiidseid nanoosakesi, mida on võimalik kasutada nanosensorites ja tõhusates päikesepatareides," ütleb ITMO ülikooli füüsika ja tehnoloogia doktor Polina Kapitainova.