让我们谈谈科学:Weir-Fellan泡沫展示了创建新一代通讯的可能性


在“让我们谈论科学”这一节中,提出了一个主题,以讨论数学家提出的问题如何导致物理学领域的重要科学发现,以及随后将这些发现应用于技术实践的可能性。 其中一个例子是1887年提出的开尔文问题。

任务是用相等的多面体填充空间,以使表面积与多面体的体积之比最小。 开尔文本人(又名威廉·汤姆森(William Thomson))提出了解决自己的问题的方法-用截断的八面体填充空间-具有14面(8正六边形和6正方形)的几何体。


此后将近一个世纪,出现了开尔文问题解决方案的新版本。 在1993中,Denis Weir和Robert Falan建议用一组两种类型的多面体填充空间(对于相同的体积),它们具有不同数量的面。 事实证明,开尔文与威尔和法伦的比例得以提高。 这种结构以1993中的计算机模型形式创建,被称为Weir-Fellan泡沫。 值得注意的是,实际上,威尔和法伦并没有成功获得“他们的”泡沫。 仅在18年后,它才由都柏林三一学院的科学家创建。

问题出现了:它可以在什么地方使用? 而且,这个问题甚至在实际收到“泡沫”之前就已经确定了。 工程师和建筑师注意到了该数学模型。 因此,对于北京奥运会,使用等距多面体填充空间的模型,建立了水上运动中心。 中国人宣布,在项目实施期间,建筑材料将大大节省,而空间的有用使用份额将会增加。

现在,科学家发现,韦尔-费伦泡沫具有重要的性质,可让您在物理学(即光学)方面取得真正的突破。

普林斯顿大学的研究人员发表了一篇论文,其中提到了堰坝泡沫的产生,随后对其光学性质进行了研究。 事实证明,当光束穿过该泡沫时,某些波长被阻挡。 换句话说,许多频率的光被泡沫反射,而其他频率的可见光波则穿过材料。 过于简单:光谱的“红色”部分通过,其余部分被泡沫反射。 这种现象称为选择性光子阻挡(光子带隙)。

科学家立即表示,他们知道一个行业,可以使用这种堰坝泡沫的特性。 我们正在谈论的是交流,信息传递,包括编码形式。 研究人员指出,Weyr-Phelan泡沫的功能(结构本身)可用于创建新一代的信息通信工具。 如上所述,对于这种通信方式,它所需要的能量将比今天的常规方式少一个数量级。 该声明已引起军方的关注。

关于晶体,光子带隙的影响也是已知的,但是,Weir-Fellan泡沫具有不可否认的优势-与静态晶体相比,其与光相互作用时的动力学可以编程。 也就是说,“泡沫”结构可以替代整套晶体,以在数据传输项目中实现,即创建全球通信设备。
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