今天的大多数技术都依赖于以光波、无线电或机械波的形式传输能量的设备;然而,无论是在制造过程中还是在恶劣环境中部署后,这些波导通道都很容易出现混乱和损坏。

研究人员已经通过实验证明了一种运输能量的新方法,即使通过有缺陷的波导,即使疾病是瞬态现象。这项工作可能会导致更强大的设备,继续运行,即使损坏。

该研究展示了一种拓扑泵——当周期性地及时驱动时,该系统能产生按需的、强劲的机械能传输。研究人员使用一维的、磁机械的、由弹簧、质量和磁铁组成的人造材料建造了拓扑泵。

其基本原理是将链的结构作为时间的函数进行渐进式、周期性的调制。在泵送周期的每个周期结束时,必须有一个单粒子从链的一端进入,同时也必须有一个单粒子从链的另一端退出。即使原子链有一定程度的无序,这种情况也确实会发生。

这种类型的系统被称为泵,因为它的技术描述让人联想到阿基米德螺旋,一种追溯到古埃及的手摇水泵。研究人员的泵在泵送周期的一个周期内输送的是机械能,而不是粒子或水。此外,即使链在空间或时间上有大量的无序,泵也能成功地运行。为了完成与水螺杆泵的类比,研究人员用一个旋转曲轴为他们的演示提供动力。

最终,团队希望扩展演示,以生产类似的弹性波导,用于光,声音和电力。目标是在一维信道的一端放置信号,并每当用户想要的时,以强大的方式保证到另一端的运输。

光纤和铜线构成了通信技术的骨干。目前,这种通信通道的中度损坏(例如,除了完全断开以外的任何情况)会降低信号强度,甚至产生不良的反射,从而对这些通道可以携带的数据量产生不利影响。该团队认为拓扑泵浦可能是这些场景的解决方案。

欲了解更多信息,请联系米歇尔·赫尔斯·赖斯此电子邮件地址正在受到垃圾邮件程序的保护。您需要启用JavaScript来查看它。


金宝搏官网科技简报》杂志

本文首次发表于《华尔街日报》2021年6月号金宝搏官网杂志。

请阅读本期更多文章在这里

阅读档案中的更多文章在这里