2025-07-05 18:51来源:本站
在我们的日常生活中,通常涉及三个空间维度(3D),即沿着X、Y和Z轴的方向,代表上下、左右和前后。然而,近年来,密苏里大学的胡贝尔教授和工程系主任黄国梁等科学家开始研究“第四维度”(4D),也称为合成维度,作为我们物理现实的进一步延伸。
目前,黄国梁与MU工程学院的结构材料与动力学实验室的研究团队成功开发出一种新型合成超材料,具备4D特性,能够控制固体材料表面的能量波。这些波被称为机械表面波,描述了振动在固体材料表面传播的方式。
这项研究名为“弹性表面波拓扑泵送的智能模式”,已在《科学进展》期刊上发表。
尽管目前该团队的发现仍处于基础研究阶段,供其他科学家根据需求进行应用和调整,但这种材料有潜力在土木工程、微机电系统(MEMS)和国防等领域实现更广泛的应用。
黄国梁表示:“传统材料仅限于X、Y和Z三个维度,而我们现在正在合成4D材料,这使得我们能够精确操控能量波的传播路径,从一个角落到另一个角落。”
这一突破性成果被称为拓扑泵浦,未来可能通过促进更高维度的量子力学效应,推动量子力学和量子计算的发展。
黄国梁补充道:“地震释放的能量中,有90%发生在地球表面。因此,如果用这种材料覆盖一个枕头状的结构并将其放置在建筑物下方,可能有助于防止建筑在地震中倒塌。”