211service.com
Første test af seismisk usynlighedskappe
Evnen til at styre elektromagnetiske bølger rundt i områder af rummet har revolutioneret optikken og udløst en global interesse for usynlighedskapper i Harry Potter-stil. Men det er ikke kun fotoner, der er målet for disse enheder.
Forskellige ingeniører og fysikere er også begyndt at arbejde på akustiske versioner, der styrer lyden. Især nogle få grupper er begyndt at tænke over, hvordan denne teknologi kan bruges til at styre seismiske bølger rundt om bygninger. Ideen ville være at beskytte bygninger af høj værdi, såsom atomkraftværker eller lufthavne. Vi undersøgte netop et sådant forslag sidste år.
Hidtil har alle disse ideer været numeriske undersøgelser. I dag siger en gruppe fra Institut Fresnel i Marseille og jordforbedringsspecialistfirmaet Menard, begge i Frankrig, at de har bygget og testet en seismisk usynlighedskappe i et alluvialt bassin i det sydlige Frankrig. Det er første gang, en sådan enhed er blevet konstrueret.
Hemmeligheden bag usynlighedskapper ligger i at konstruere et materiale i en skala, der er mindre end bølgelængden af de bølger, det skal manipulere. De passende sub-bølgelængde strukturer kan derefter arrangeres på en måde, der styrer bølger.
Det franske hold skabte sit såkaldte metamateriale ved at bore tre linjer med tomme boringer 5 meter dybt i et bassin af sildet ler op til 200 meter dybt. Derefter overvågede de området med akustiske sensorer.
Forsøget bestod i at skabe bølger med en frekvens på 50 Hertz og en vandret forskydning på 14 mm fra en kilde på den ene side af arrayet. De målte derefter, hvordan bølgerne forplantede sig hen over det.
Det franske hold siger, at dets metamateriale stærkt afspejlede de seismiske bølger, som knap trængte ud over den anden linje af boringer.
Metamaterialet er designet til at fungere ved den specifikke bølgelængde, der bruges i testen, og seismiske bølger kan ikke garanteres at have den samme bølgelængde. Men ved at matche arrayet til en bygnings resonansfrekvens, er tanken, at den stadig kan give en vis beskyttelse.
Der er dog vigtige forbehold. Et problem med denne slags array er, at de reflekterede bølger kan ende med at gøre mere skade på bygninger i nærheden. Det er derfor, nogle grupper ser på metamaterialer, der absorberer energi i stedet for at styre eller afspejle den.
Ikke desto mindre er der helt sikkert installationer, der kunne drage fordel af denne form for beskyttelse. Og da oprettelsen af disse arrays ser forholdsvis enkel ud, ser det ud til kun at være et spørgsmål om tid, før vi vil se dem i aktion for alvor.
Ref: arxiv.org/abs/1301.7642 : Seismisk metamateriale: Hvordan ryster man venner og påvirker bølger?