Pesquisadores têm dedicado seus esforços à exploração das propriedades intrínsecas de um material, com o intuito de instaurar uma dimensão adicional que possibilite um refinado controle sobre as ondas que atravessam sua estrutura.
Através da assimilação do conceito de dimensão sintética, os cientistas lograram a concepção e desenvolvimento de um novo metamaterial, demonstrando capacidade ampliada para a administração mais aprimorada das ondas mecânicas de superfície, dotadas de aplicações de considerável interesse.
Tal como o próprio epíteto sugere, tais ondas percorrem a extensão superficial de materiais sólidos.
Estas manifestações ondulatórias se manifestam em variados contextos naturais e contextos fabricados pelo ser humano, conferindo à possibilidade de seu aprimorado controle um caráter de intensa curiosidade científica.
Consoante o entendimento delineado por Guoliang Huang e seus colaboradores da Universidade do Missouri, a solução engendrada consiste na incursão em uma dimensão suplementar, para além das três convencionalmente abordadas.
"“Os materiais convencionais estão restritos apenas a três dimensões com os eixos X, Y e Z”, afirmou Huang em comunicado. “No entanto, agora estamos construindo materiais na dimensão sintética, ou 4D, o que nos possibilita manipular o percurso das ondas de energia para que sigam exatamente o caminho desejado ao viajar de um canto de um material a outro.”
A concepção de dimensões sintéticas engloba estratégias destinadas à conversão de propriedades mecânicas em uma entidade que se assemelha a uma quarta dimensão geométrica.
A presença da mecânica quântica se manifesta de maneira recorrente, ainda que não de forma universal. Por exemplo, a manipulação de uma folha de papel por meio de enrolamento ou dobra culmina na manipulação de um domínio semelhante a duas dimensões em um espaço tridimensional.
Consequentemente, as dimensões sintéticas representam uma artimanha intelectual de magnitude singular, direcionada à exploração dos fundamentos matemáticos subjacentes a uma dimensão adicional, resultando na expansão do controle do sistema ou da entidade que o atravessa.
O metamaterial em análise incorpora uma superfície elástica “meticulosamente estruturada”, composta por pilares ressonantes e pontes de acoplamento de evolução gradual.
Essa orquestração perspicaz propicia a propagação de uma onda pelo material sem que ocorram interações com as disrupções e imperfeições eventualmente presentes.
Embora a amostra em escala tenha proporções diminutas, a equipe de pesquisadores nutre a convicção de que sua ampliação é viável, o que desencadeia perspectivas aplicativas de considerável relevância, tanto no âmbito da eletrônica como no da engenharia civil, incluindo o avanço na concepção de materiais resilientes a eventos sísmicos.
“Grande parte da energia de um terremoto, cerca de 90%, é dissipada ao longo da superfície da Terra”, observou Huang. “Portanto, ao revestir uma estrutura semelhante a um travesseiro com esse material e posicioná-la na superfície terrestre sob um edifício, isso poderia potencialmente contribuir para evitar o colapso da estrutura durante um terremoto.”
O estudo foi publicado na revista Science Advances.
