Door een object te omringen met een bepaald elastisch materiaal, kan het onzichtbaar worden gemaakt voor mechanische golven, zegt de auteur van een nieuwe studie. Het principe wordt voorgesteld om uit te breiden tot grondconstructies
William J. Parnell van de Universiteit van Manchester heeft een nieuwe theorie ontwikkeld over de "mantel van onzichtbaarheid" die werkt op het gebied van elastische trillingen.
In zijn artikel in Proceedings of the Royal Society A liet de Brit zien hoe je golven soepel kunt laten buigen rond een object dat beschermd is met Neo-Hookean solide materialen.
Drie gevallen van elastische golfpassage in het computermodel van Parnell. De witte cirkel is de bron. De zwarte cirkel is de beschermde holte. In de eerste versie is het simpelweg te klein (vergeleken met de golflengte) om een merkbare vervorming in het beeld te creëren.
Dergelijke samenstellingen hebben een niet-lineaire relatie tussen mechanische spanning en vervorming. Parnell ontdekte dat als een voorlopige mechanische spanning wordt gecreëerd in een elastomeerring, men met een soortgelijk systeem de voortplanting van elastische golven van een bepaald type willekeurig kan regelen.
Als resultaat is het mogelijk om het effect te bereiken wanneer krachtige mechanische trillingen van het medium (bijvoorbeeld de grond) bijna zonder vervorming door het beschermde object gaan, alsof het niet bestaat.
De technologie heet "Elastodynamic Cloaking". Het algemene idee is vergelijkbaar met dat van een andere groep Europese onderzoekers in 2009.
Promotie video:
Er is echter een significant verschil. In eerder werk stelden wetenschappers voor om meerlagige ringen van metamateriaal in de grond rond gebouwen te maken.
Door polymeren met verschillende elastische eigenschappen te combineren, is het mogelijk om de constructie van een object te bereiken, waarvan de mechanische eigenschappen, dat wil zeggen de reactie op de doorgang van een seismische golf, radicaal zullen verschillen van de eigenschappen van elk onderdeel afzonderlijk. (En deze benadering lijkt overigens sterk op onderzoek op het gebied van "onzichtbaarheidsmantels" die werken met elektromagnetische golven.)
Maar William gelooft dat in dit geval inhomogene (en tegelijkertijd complexe) metamaterialen niet nodig zijn. Toegegeven, het schema moet nog worden verbeterd. Maar op de lange termijn kan het werk van Parnell leiden tot een nieuwe methode om gebouwen tegen aardbevingen te beschermen.
"Als de theorie kan worden uitgebreid tot grotere objecten, zal dit leiden tot het creëren van 'mantels' om structuren te beschermen. Of, misschien realistischer, om de belangrijkste delen van deze structuren te beschermen", stelt de uitvinder.
