Schallisolierung mithilfe von Quantenphysik

Dass der Weg von der abstrakten Theorie zur handfesten Anwendung nicht immer weit sein muss, zeigten der ETH Professor Sebastian Huber und sein Team vom Institut für Theoretische Physik.

Ihre mechanische Umsetzung eines quantenmechanischen Phänomens könnte schon bald in der Schallisolierung zum Einsatz kommen.  Am Anfang stand dabei für Huber eine simple Frage: Kann man das Prinzip eines topologischen Isolators auf mechanische Systeme übertragen? Also von den Quanten zur Mechanik. Eigentlich sind die Quantenphysik und die Mechanik zwei verschiedene Welten. In der Quantenwelt können Teilchen durch Barrieren «tunneln» und sich gegenseitig als Wellen auslöschen oder verstärken, wogegen es die alltägliche Mechanik eher mit fallenden Körpern oder der Statik von Brücken zu tun hat.

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Publikation: Süsstrunk R, Huber SD: Observation of phononic helical edge states in a mechanical topological insulator. Science July 2015, 349: 47-50

 

Mechanisches Modell aus 270 Pendeln

Mechanisches Modell aus 270 Pendeln, die über Federn miteinander verbunden sind. Die Pendel verhalten sich in diesem Modell wie ein topologischer Isolator. (Bild: Heidi Hostettler / ETH Zürich)

Topologie

Kaffeetasse und Doughnut können durch Ziehen, Dehnen und Verformen ineinander übergeführt werden. Sie gelten daher als topologisch identisch. (Bild: Sebastian Huber / ETH Zürich)

 

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