Pyramider er energikonsentratorer. Vitenskapelig bevist

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sist endret: 2023-12-16 16:13

Ved å bruke velkjente metoder for teoretisk fysikk for å studere den elektromagnetiske responsen til den store pyramiden på radiobølger, fant en internasjonal forskningsgruppe at under forhold med elektromagnetisk resonans kan en pyramide konsentrere elektromagnetisk energi i sine indre kamre og under basen.

Studien er publisert i Journal of Applied Physics, Journal of Applied Physics.

Forskerteamet planlegger å bruke disse teoretiske resultatene til å utvikle nanopartikler som kan reprodusere lignende effekter i det optiske området. Slike nanopartikler kan for eksempel brukes til å lage sensorer og høyytelses solceller.

Mens de egyptiske pyramidene er omgitt av mange myter og legender, har vi lite vitenskapelig pålitelig informasjon om deres fysiske egenskaper. Som det viste seg, viser seg noen ganger denne informasjonen å være mer imponerende enn noen fiksjon.

Ideen om å gjennomføre en fysisk forskning kom til vitenskapsmenn fra ITMO (St. Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics) og Laser Zentrum Hannover.

Fysikere ble interessert i hvordan den store pyramiden ville samhandle med resonante elektromagnetiske bølger, eller med andre ord med bølger av proporsjonal lengde. Beregninger har vist at i en resonanstilstand kan en pyramide konsentrere elektromagnetisk energi i pyramidens indre kamre, så vel som under basen, der det tredje, uferdige kammeret er plassert.

Disse konklusjonene ble oppnådd på grunnlag av numerisk modellering og analytiske fysikkmetoder. Først antydet forskerne at resonanser i pyramiden kunne være forårsaket av radiobølger som varierer i lengde fra 200 til 600 meter. De modellerte deretter pyramidens elektromagnetiske respons og beregnet utryddelsetverrsnittet. Denne verdien hjelper til med å estimere hvor mye av den innfallende bølgeenergien som kan spres eller absorberes av pyramiden under resonansforhold. Til slutt, under de samme forholdene, oppnådde forskere fordelingen av elektromagnetiske felt inne i pyramiden.

For å forklare resultatene utførte forskerne en multipolanalyse. Denne metoden er mye brukt i fysikk for å studere samspillet mellom et komplekst objekt og et elektromagnetisk felt. Feltspredningsobjektet er erstattet av et sett med enklere strålingskilder: multipoler. Innsamling av stråling fra multipoler sammenfaller med feltspredning på hele objektet. Ved å kjenne typen til hver multipol er det derfor mulig å forutsi og forklare fordelingen og konfigurasjonen av de spredte feltene i hele systemet.

Den store pyramiden har tiltrukket forskere ved å studere interaksjonene mellom lys og dielektriske nanopartikler. Spredningen av lys av nanopartikler avhenger av størrelsen, formen og brytningsindeksen til utgangsmaterialet. Ved å endre disse parameterne er det mulig å bestemme resonansspredningsmodusene og bruke dem til å utvikle enheter for å kontrollere lys på nanoskala.

«De egyptiske pyramidene har alltid tiltrukket seg mye oppmerksomhet. Vi, som forskere, var interessert i dem, så vi bestemte oss for å se på den store pyramiden som en spredt partikkel som sender ut radiobølger. På grunn av mangel på informasjon om pyramidens fysiske egenskaper, måtte vi bruke noen antakelser. For eksempel antok vi at det ikke er ukjente hulrom inni, og bygningsmaterialet med egenskapene til vanlig kalkstein er jevnt fordelt på innsiden og utsiden av pyramiden. Ved å ta disse forutsetningene i betraktning, oppnådde vi interessante resultater som kan finne viktige praktiske anvendelser, sier Andrey Evlyukhin, forskningsveileder og forskningskoordinator.

Forskere planlegger nå å bruke resultatene til å gjenskape lignende effekter på nanoskala. "Ved å velge et materiale med passende elektromagnetiske egenskaper, kan vi oppnå pyramideformede nanopartikler med utsikter til praktisk anvendelse i nanosensorer og effektive solceller," sier Polina Kapitainova, PhD i fysikk og teknologi ved ITMO University.