Pyramider er energikoncentratorer. Videnskabeligt bevist

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-16 16:01

Ved at bruge velkendte metoder inden for teoretisk fysik til at studere den store pyramides elektromagnetiske respons på radiobølger, fandt en international forskergruppe ud af, at en pyramide under forhold med elektromagnetisk resonans kan koncentrere elektromagnetisk energi i sine indre kamre og under bunden.

Undersøgelsen er publiceret i Journal of Applied Physics, Journal of Applied Physics.

Forskerholdet planlægger at bruge disse teoretiske resultater til at udvikle nanopartikler, der kan gengive lignende effekter i det optiske område. Sådanne nanopartikler kan for eksempel bruges til at skabe sensorer og højtydende solceller.

Mens de egyptiske pyramider er omgivet af mange myter og legender, har vi kun få videnskabeligt pålidelige oplysninger om deres fysiske egenskaber. Som det viste sig, viser denne information sig nogle gange at være mere imponerende end nogen fiktion.

Ideen til at udføre en fysisk forskning kom til at tænke på hos forskere fra ITMO (St. Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics) og Laser Zentrum Hannover.

Fysikere blev interesserede i, hvordan den store pyramide ville interagere med resonante elektromagnetiske bølger, eller med andre ord med bølger af proportional længde. Beregninger har vist, at en pyramide i resonanstilstand kan koncentrere elektromagnetisk energi i pyramidens indre kamre såvel som under dens base, hvor det tredje, ufærdige kammer er placeret.

Disse konklusioner blev opnået på grundlag af numerisk modellering og analytiske fysikmetoder. Først foreslog forskerne, at resonanser i pyramiden kunne være forårsaget af radiobølger, der spænder fra 200 til 600 meter i længden. De modellerede derefter pyramidens elektromagnetiske respons og beregnede udslettelsestværsnittet. Denne værdi hjælper med at estimere, hvor meget af den indfaldende bølgeenergi, der kan spredes eller absorberes af pyramiden under resonansforhold. Endelig, under de samme betingelser, opnåede videnskabsmænd fordelingen af elektromagnetiske felter inde i pyramiden.

For at forklare resultaterne udførte forskerne en multipolanalyse. Denne metode er meget brugt i fysik til at studere interaktionen mellem et komplekst objekt og et elektromagnetisk felt. Feltspredningsobjektet er erstattet af et sæt enklere strålingskilder: multipoler. Indsamling af stråling fra multipoler falder sammen med feltspredning på hele objektet. Ved at kende typen af hver multipol er det derfor muligt at forudsige og forklare fordelingen og konfigurationen af de spredte felter i hele systemet.

Den Store Pyramide har tiltrukket forskere ved at studere vekselvirkningerne mellem lys og dielektriske nanopartikler. Spredningen af lys fra nanopartikler afhænger af deres størrelse, form og brydningsindeks for udgangsmaterialet. Ved at ændre disse parametre er det muligt at bestemme resonansspredningstilstandene og bruge dem til at udvikle enheder til styring af lys på nanoskala.

»De egyptiske pyramider har altid tiltrukket sig meget opmærksomhed. Vi, som videnskabsmænd, var interesserede i dem, så vi besluttede at se på den store pyramide som en spredt partikel, der udsender radiobølger. På grund af manglen på information om pyramidens fysiske egenskaber var vi nødt til at bruge nogle antagelser. For eksempel antog vi, at der ikke er ukendte hulrum inde, og byggematerialet med egenskaber som almindelig kalksten er jævnt fordelt inde og ude af pyramiden. Under hensyntagen til disse antagelser opnåede vi interessante resultater, der kan finde vigtige praktiske anvendelser,” siger Andrey Evlyukhin, forskningsvejleder og forskningskoordinator.

Forskere planlægger nu at bruge resultaterne til at replikere lignende effekter på nanoskala. "Ved at vælge et materiale med passende elektromagnetiske egenskaber kan vi opnå pyramideformede nanopartikler med udsigt til praktisk anvendelse i nanosensorer og effektive solceller," siger Polina Kapitainova, ph.d. i fysik og teknologi ved ITMO University.