Romos amfiteatrai veikia kaip seisminiai nematomumo apsiaustai

Romos Koliziejaus vaizdas Larsas | Atskleiskite purslą

Romėnų amfiteatrai yra viena iš seniausių žmonių statinių Žemėje. Šios struktūros yra nepaprastai gerai išsilaikiusios įvairiose senovės Romos imperijos vietose.

Tai ypač svarbu, nes didžioji šios teritorijos dalis yra seismiškai aktyvi: ji yra ant tektoninės ribos tarp Eurazijos ir Afrikos plokščių ir patyrė daugybę žemės drebėjimų, kurie sunaikino kitų tipų pastatus. Taigi, kaip šie amfiteatrai išgyveno 2000 metų, yra galvosūkis.

Šiandien mes gauname galimą atsakymą dėl Stéphane'o Brûlé ir jo kolegų iš Aix-Marseille universiteto Pietų Prancūzijoje. Šie vaikinai ištyrė, kaip tam tikros žemėje palaidotos arba ant jos sėdinčios struktūros gali pakeisti seisminių bangų judėjimą per Žemę. Visų pirma, jie ištyrė seisminius nematomumo apsiaustus, kurie gali nukreipti seismines bangas aplink tam tikrus regionus ir taip juos apsaugoti.

Jų išvada yra tokia, kad romėnų amfiteatrai dėl savo formos gali veikti kaip seisminiai nematomumo apsiaustai. Jie sako, kad tai yra nepaprasto jų ilgaamžiškumo priežastis.

Pirmiausia šiek tiek fono. Fizikai jau seniai žinojo, kad tam tikri reguliarūs objektų modeliai gali sąveikauti su bangomis taip, kad jas nukreiptų ir pakeistų jų elgesį. Įdomi šio reiškinio ypatybė yra ta, kad patys objektai yra daug mažesni nei pačios bangos. Tačiau daugelio taisyklingai išdėstytų objektų bendras poveikis turi didelę įtaką bangoms.

2006 m. fizikai panaudojo šią idėją, kad sukurtų metalinių rezonatorių modelį, nukreipiantį mikrobangas aplink erdvės regioną. Išoriniam stebėtojui, žiūrinčiam mikrobangų akimis, ši erdvės sritis ir viskas, kas joje, išnyksta. Tiesą sakant, komanda sukūrė pirmąjį pasaulyje nematomą apsiaustą.

Nuo tada mokslininkai sukūrė nematomumo skraistes įvairioms elektromagnetinio spektro bangoms ir už jos ribų. 2012 m. jie pasiūlė, kad seisminiai nematomumo apsiaustai galėtų apsaugoti elektrines ir užtvankas nuo žemės drebėjimų. Tada Brûlé ir kolegos iš tikrųjų sukūrė ir išbandė vieną.

Nuo tada mokslininkai tęsė seisminių metamedžiagų, kurios, jų teigimu, gali būti įvairių formų, tyrimus. Ankstyvieji eksperimentai buvo susiję su požeminėmis struktūromis arba tuštumais. Tačiau naujausi darbai rodo, kad paviršiaus ypatybės, tokios kaip medžiai ir pastatai, taip pat gali turėti įtakos seisminėms bangoms.

Viena idėja yra ta, kad seisminės bangos sukelia dangoraižio vibraciją. Tačiau ši vibracija pati siunčia bangas per žemę. Taigi, jei du bangų rinkiniai galėtų paveikti ar net panaikinti vienas kitą, pastatas turėtų svarbią švelninančią įtaką bangoms.

Brûlé su kolegomis netgi atliko dangoraižio dėl seisminio triukšmo generuojamų bangų principo įrodymus. Aptariamas pastatas yra LatinoAmericana bokštas, 282 metrų aukščio dangoraižis Meksiko mieste, kuris išgyveno kelis didelius žemės drebėjimus nuo tada, kai buvo pastatytas 1956 m.

Tyrėjai sukūrė kompiuterinį modelį, skirtą ištirti, kaip ratu išdėstyti dangoraižiai gali veikti kaip nematomas apsiaustas, sukuriantis saugią zoną jo centre. Pasak jų, seisminės bangos stipriai paveiktų pastatus, esančius skraistės žiede ir už jo ribų, tačiau centre esantis regionas (pvz., parkas) būtų saugi zona, kurioje žmonės galėtų susiburti ir išlikti saugūs žemės drebėjimo metu. .

Atlikdami šiuos tyrimus, jie pastebėjo, kad jų sukurti apskriti modeliai yra panašūs į senovinių amfiteatrų dizainą. Jie teigia, kad yra stulbinančių panašumų tarp nematomumo apsiausto, išbandyto dėl įvairių tipų bangų, ir antikvarinių galų-romėnų teatrų dangaus vaizdų. Galbūt tai yra priežastis, kodėl kai kurios iš šių megastruktūrų, kaip amfiteatrai, per šimtmečius išliko beveik nepaliestos.

Tai įdomi idėja, kuri gali turėti svarbių pasekmių projektuojant būsimus pastatus ir tiriant senovinius.

Nuoroda: arxiv.org/abs/1904.05323 : Nanofotonikos vaidmuo seisminių megastruktūrų gimimui

paslėpti