POSTECH : Faire taire les vibrations dans le sol et les sons sous l'eau

Les métamatériaux qui peuvent contrôler la direction réfractive de la lumière ou l’absorber pour permettre des capes invisibles gagnent en attention. Récemment, une équipe de recherche de POSTECH a conçu une métasurface permettant de contrôler les ondes acoustiques ou élastiques. Il retient l’attention car il peut être utilisé pour échapper à des tremblements de terre menaçants ou pour construire des sous-marins introuvables par SONAR.

Professeur Junsuk Rho des départements de génie mécanique et de génie chimique de POSTECH et Ph.D. Le candidat Dongwoo Lee du Département de génie mécanique en collaboration avec le professeur Jensen Li de HKUST a conçu une structure artificielle capable de contrôler non seulement le domaine du son sous-marin mais aussi celui des vibrations.

L’équipe de recherche a présenté une métasurface furtive sous-marine indépendante de SONAR en contrôlant la résonance acoustique pour absorber l’onde. Ils ont également confirmé que la propagation des ondes à travers une plaque incurvée, comme les vibrations, peut être radicalement modifiée; et ont présenté une méthodologie qui peut effectivement obtenir l’effet de camouflage avec une singularité d’indice de réfraction infini, ce qui a été considéré comme impossible à démontrer jusqu’à présent. Ces résultats de recherche ont été récemment publiés respectivement dans Journal of Applied Physics et Physical Review Applied.

Lorsque la lumière rencontre une substance dans la nature, elle se réfracte généralement dans le sens positif (+). Les métamatériaux peuvent concevoir cette réfraction de la lumière comme une direction négative (-), un indice de réfraction nul (0) qui permet une transmission complète, ou un absorbeur complet. C’est la raison pour laquelle les choses semblent transparentes lorsqu’elles rencontrent des métamatériaux.

L’équipe de recherche a théoriquement confirmé une métasurface capable d’absorber de manière significative les ondes sonores sans les refléter en adaptant la résonance du son. Grâce à des couches de résonateurs hybrides à conduit divisé (SOC), une métasurface mince a été conçue pour absorber les ondes sonores à large bande (14 kHz à 17 kHz). La métasurface conçue de cette manière peut atteindre une capacité de furtivité sous-marine introuvable par SONAR, qui détecte les objets en utilisant les informations entre les ondes transmises et réfléchies.

L’équipe de recherche a confirmé qu’il est possible de transmettre ou de changer la direction des ondes élastiques – comme les ondes sismiques – selon la conception de plaques courbes. Appliquant la théorie générale de la relativité d’Albert Einstein qui stipule que le chemin de la lumière change dans la déformation de l’espace-temps en raison du changement du champ gravitationnel causé par la masse, l’équipe de recherche a proposé une plate-forme capable de contrôler extrêmement les ondes élastiques sur une plaque courbe. .

À titre d’exemple, une lentille de singularité d’indice de réfraction, qui est une lentille de métasurface qui approche une épaisseur proche de zéro, est mise en œuvre pour démontrer une version élastique des lentilles Eaton qui peut être pliée à 90 et 180 degrés dans la large gamme de fréquences (15 kHz à De plus, en proposant une méthodologie qui peut réellement mettre en œuvre l’effet de camouflage dans lequel la singularité existe en théorie, on s’attend à ce que les phénomènes célestes extrêmes tels que le trou noir permis par les champs gravitationnels puissent être explorés comme un banc d’essai dans la plate-forme élastique dans un proche avenir. Sur la base de cette compréhension de la singularité de l’indice de réfraction, il est prévu de permettre des technologies qui protègent les centrales nucléaires ou les bâtiments contre les tremblements de terre ou pour contrôler l’énergie des vagues générée lorsque les plaques tectoniques se heurtent ou se divisent. les ondes électromagnétiques, mais nous avons confirmé qu’elle pouvait être appliquée aux ondes sonores et aux ondes sismiques « , a fait remarquer le professeur Junsuk Rho, reconnu dans le monde entier pour ses recherches sur les métamatériaux.

« Nous prévoyons qu’il sera applicable à la construction de sous-marins introuvables ou de centrales nucléaires qui peuvent rester intactes même pendant les tremblements de terre. » Cette recherche a été menée avec le soutien de la subvention K-Cloud de Korea Hydro & Nuclear Power Co., Ltd.

le Global Frontier Program, le Mid-Care Researcher Program et le Regional Leading Research Center de la National Research Foundation of Korea et du Global Ph.D. Bourse financée par le ministère coréen de l’éducation.