Науковцям вперше за 100 років вдалося утримувати чисту енергію без втрат

Фізики вперше експериментально реалізували явище, яке впродовж століття вважалося лише теоретично можливим — так званий «зв’язаний стан у континуумі». Це відкриття дає змогу утримувати енергію в системі практично без втрат, навіть коли вона перебуває у середовищі, де зазвичай має вільно поширюватися. Результати дослідження були опубліковані в журналі Phys­i­cal Review Let­ters.

У центрі експерименту — крихітні циліндричні стрижні з кварцу, які вчені розташовували особливим чином, щоб керувати взаємодією механічних хвиль. З’ясувалося, що при певній конфігурації хвиля повністю «замикається» в одному зі стрижнів, не втрачаючи енергії. Цей ефект отримав назву поляризаційно-захищеного зв’язаного стану.

У подальших дослідах дослідники об’єднали кілька таких стрижнів у ланцюг, що дозволило хвилям рухатися по системі, не виходячи назовні і не розсіюючи енергію. Це явище отримало назву «зв’язана смуга в континуумі» — форма поширення хвилі, при якій енергія залишається у системі навіть у русі.

Наслідки відкриття потенційно масштабні. Сучасні пристрої, такі як смартфони, динаміки, мікрохвильові печі чи розумні годинники, використовують резонатори, які постійно втрачають енергію й потребують живлення. Зв’язаний стан у континуумі дозволяє створювати резонатори, що зберігають енергію практично без втрат. Це може стати основою для нових типів довговічних і енергоефективних технологій.

Нове відкриття здатне не лише розв’язувати теоретичну проблему, сформульовану ще Джоном фон Нейманом і Юджином Вігнером майже сто років тому, а й відкриває шлях до практичного впровадження концептуально нових підходів у енергоощадженні, телекомунікаціях та побутовій електроніці.