New York Şehir Üniversitesi (CUNY) ve Georgia Teknoloji Enstitüsü’nden fizikçi ve mühendislerin bulunduğu bir araştırma ekibi, büyük bir başarıya imza atarak ses dalgalarında zaman modülasyonuna dayalı topolojik sıralamanın ilk deneysel kanıtını sundu.

Bu gelişme araştırmacılara ses dalgalarını, topolojik meta-malzemelerin sınırları boyunca geri yansıyan dalgalar ve malzeme kusurlarından kaynaklanan bozulmalar olmadan yayma imkanı tanıyor.

New York Şehir Üniversitesi’nin haberine göre; hakemli bilim dergisi Science Advances’te yayımlanan yeni bulgular, daha düşük maliyetli, daha hafif, daha az pil gücü kullanan ve zorlu çevre koşullarında çalışmayı sürdüren yeni cihazların yolunu açıyor.
 

Topoloji, yüzeylerin ve genel şekillerin özelliklerini inceleyen, fakat uzunluk ve açılarla ilgilenmeyen geometri dalıdır. Topoloji, bir nesne yırtılmadan ya da koparılmadan uzatıldığında, büküldüğünde ya da nesnenin şekli bozulduğunda bütünlüğü bozulmayan özellikleri tanımlar. 

Topolojik bir yalıtkanda elektrik akımları nesnenin kusurları nedeniyle sekteye uğratılmaya karşı dirençli şekilde nesnenin sınırları boyunca geçebiliyor. Meta-malzemeler alanındaki yeni gelişmeler sesin ve ışığın yayılımını kontrol etmeye yarayan bu özellikleri genişletti.

Araştırmacılar, önceki çalışmalarında üç boyutlu yazıcıda basılmış akustik meta-malzemelerde topolojik sıralama oluşturmak amacıyla geometrik asimetrileri kullandı.Bu nesnelerde, ses dalgalarının nesnelerin kenarları boyunca ve keskin köşelerinin etrafında hareket etmek üzere sınırlandırılabileceği gösterildi ancak kayda değer bir dezavantaj da vardı. Bu dalgaların yayılımı tamamen kısıtlanamadı ve dalgalar ileri ya da geri aynı özelliklerle hareket edebiliyordu. Bu etki özü itibariyle sesin topolojik sıralanmasına bu yaklaşımın genel olarak sağlamlığını sınırladı. Çünkü belirli türden bozukluklar ve kusurlar nesnenin sınırları boyunca yayılan sesi geri yansıtacaktı.

Son deney, geometrik asimetriler yerine zaman simetrisi kırınımının da topolojik sıralama gerçekleştirmek için kullanılabileceğini göstererek bu zorluğun üzerinden geldi. Bu yöntemi kullanıldığında, ses dalgalarının yayılımı gerçek anlamda tek yönlü ve düzensizlikler ya da kusurluluklara karşı çok dayanıklı hale geliyor.
 

Fotoğraflarla dünyadan haberler

Hepsini göster 30

Fotoğraflarla dünyadan haberler

• 1/30

  24 Kasım 2024 - Filistinliler, bir yardım kuruluşunun mutfağından yemek almak için toplanıyor. Gazze'deki ailelerin, yardım ekiplerinin nispeten daha fazla erişimi olduğu bölgelerde bile genelde günde sadece bir kez yemek yiyebildiği bildiriliyor. Birleşmiş Milletler Dünya Gıda Programı, Gazze'de devam eden insani krize önlem alınmazsa bu durumun yakında kıtlığa dönüşebileceğini aktarıyor. Uluslararası Ceza Mahkemesi'nin, İsrail Başbakanı Netanyahu ve eski Savunma Bakanı hakkında bu hafta çıkardığı tutuklama emri gerekçeleri arasında "bir savaş yöntemi olarak aç bırakma" suçu da vardı (Mohammed Salem/Reuters)

• 2/30

  23 Kasım - Birleşmiş Milletler'in belirlediği 25 Kasım Kadına Yönelik Şiddete Karşı Uluslararası Mücadele Günü öncesinde İtalya'da binlerce kişi sokağa döküldü. Birleşmiş Milletler'e göre, kadınlara ve kızlara yönelik şiddet dünyadaki en yaygın insan hakları ihlallerinden biri. Dünya çapında, neredeyse üç kadından biri hayatında en az bir kez fiziksel veya cinsel şiddete maruz kalıyor. İtalyda'da "Non Una di Meno (Bir Kadın Daha Eksilmesin)" adlı sivil inisiyatifin girişimiyle gerçekleştirilen yürüyüşte kadınlar "Ataerkilliği silahsızlandıralım" yazılı pankart taşıdı (Yara Nardi/Reuters)

• 3/30

  22 Kasım 2024 - Sırbistan'ın Novi Sad kentindeki bir tren istasyonunun çatısının çökmesiyle 15 kişinin hayatını kaybetmesinden üç hafta sonra, göstericiler Belgrad'ın merkezinde sessiz bir protesto düzenliyor. Tren istasyonundaki büyük beton çatı, 1 Kasım'da aniden çökmüştü. Yetkililer geniş kapsamlı bir soruşturma sözü vermiş ve Sırbistan İnşaat, Ulaşım ve Altyapı Bakanı Goran Vesic istifa etmişti. Eylemciler, ölümcül kazanın sorumlularının tutuklanmasını talep ediyor (Andrej Isakovic/AFP)

• 4/30

  21 Kasım 2024 - Lübnan'da itfaiye, başkent Beyrut'un güneyindeki Haret Hreik mahallesine İsrail'in düzenlediği hava saldırısı sonucu çıkan yangınlara müdahale ediyor. İsrail'le Hizbullah arasındaki çatışmalar sürerken bugün Uluslararası Ceza Mahkemesi, Gazze'de savaş suçu işledikleri gerekçesiyle İsrail Başbakanı Binyamin Netanyahu ve eski Savunma Bakanı Yoav Gallant hakkında tutuklama kararı çıkardı. (Lahey'deki mahkeme, açıklamasında Hamas lideri Muhammed Deif hakkında da tutuklama emri çıkardığını duyurdu (AFP)

• 5/30

  20 Kasım 2024 - Yunanistan'da ekonomik koşulların iyileştirilmesi çağrısıyla ülke genelinde işçiler 24 saatlik genel greve gitti. Grev ülke genelinde toplu taşımayı aksattı ve hayatı durma noktasına getirdi. Yunanistan Genel İşçi Konfederasyonu açıklamasında "Fiyatlar ve kiralar fırladı, maaşlarsa düşük kaldı" ifadelerini kullandı (Aris Messinis/AFP)

• 6/30

  19 Kasım 2024 - Birleşik Krallık'ta çiftçiler başkent Londra'da protesto düzenledi. Sokaklara dökülen binlerce çiftçi, veraset vergisinin değiştirilme planının geri çekilmesi talep etti. Protestocular arasında ünlü Top Gear programının sunucusu Jeremy Clarkson da yer aldı (Ben Stansall/AFP)

• 7/30

  18 Kasım 2024 - Gazze'nin merkezindeki El-Cela Caddesi caddesinde halk, İsrail saldırısı sonrasında yıkılan evin başında toplanıp enkaz altında kalanları kurtarmaya çalışıyor. Hamas kontrolündeki Gazze'de Sağlık Bakanlığı son 24 saatte İsrail saldırıları sonucunda 76 kişinin öldüğünü ve 158 de yaralı olduğunu açıkladı. İsrail, Lübnan'ın başkenti Beyrut'a da saldırılar düzenledi (Ömer El-Kattaa/AFP)

• 8/30

  18 Kasım 2024 - Brezilya yerlileri Rio de Janerio'daki G20 zirvesi öncesinde düzenlediği protestoda ABD Başkanı Joe Biden, Çin Devlet Başkanı Şi Cinping, Avrupa Komisyonu Başkanı Ursula von der Leyen, Hindistan Başbakanı Narendra Modi, Rusya Devlet Başkanı Vladimir Putin ve Japonya Başbakanı İşiba Şigeru'nun figürlerini suya gömdü. Protesto, dünyanın en zengin ülkelerinin gezegendeki iklim ve biyolojik çeşitlilik sorunlarının çözümüne liderlik etmedikleri söylemiyle düzenlendi (Pablo Porciuncula/AFP)

• 9/30

  16 Kasım 2024 - Ölen bir kambur balina, Güney Afrika'nın yasama başkenti Cape Town'da Ulusal Deniz Kurtarma Enstitüsü (NSRI) tarafından çekiliyor. Avcılık, geçmişte kambur balina sayısında ciddi bir düşüşe yol açmıştı. ABD, 1973'te tüm kambur balinaları nesli tehlikede kategorisine almıştı. 1985'te ticari balina avcılığına getirilen moratoryum, kambur balina popülasyonunun artışında önemli bir rol oynadı. ABD Ulusal Okyanus ve Atmosfer Dairesi, halihazırda 14 farklı popülasyonun 4'ünün neslinin tehlikede, birininse tehdit altında olduğunu bildiriyor (Nic Bothma/Reuters)

• 10/30

  15 Kasım 2024 - Bangkok'ta bir kadın, Loy Krathong festivali sırasında nehir tanrıçasına şükranlarını sunmak için yaprak ve çiçeklerden yapılmış Krathong'u parktaki bir lagüne yerleştiriyor. Festival her yıl, Tayland Ay takviminin 12. ayında, dolunayda kutlanıyor. Ülkedeki en büyük festivallerden biri olan Loy Krathong'da Taylandlılar, su tanrıçasına şükranlarını temsil eden adakları küçük teknelerle yüzdürüyor. Bununla kirlilik veya israf gibi davranışları için af da diliyorlar (Chalinee Thirasupa/Reuters)

• 11/30

  14 Kasım 2024 - National Geographic Pristine Seas, Pasifik Okyanusu'ndaki Solomon Adaları'nın yakınında keşfedilen dünyanın en büyük mercanının 24 Ekim'de çekilen fotoğrafını bugün paylaştı. Bilim insanları, Pristine Seas araştırma gemisinde çalışırken buldukları mercanın "hayat ve renkle dolu" önemli bir keşif olduğunu söylüyor. Genişliği 34 metre ve 5 metreden daha yüksek olan mercan, uzaydan bile görülebiliyor. Devasa mercanın 300 yıllık olduğu tahmin ediliyor (Manu San Felix/National Geographic Pristine Seas/AFP)

• 12/30

  13 Kasım 2024 - Fransa'da, Michelin'in Clermont-Ferrand'daki merkezinde düzenlenen eylemde, Genel Emek Konfederasyonu ceketi giyen bir protestocu bir sis bombasının yanından geçiyor. Araç lastiği üreticisi Michelin, 5 Kasım'da 1250'den fazla kişinin çalıştığı iki fabrikasını kapatmayı planladığını açıklamış ve kararın "son çare" olarak alındığını söylemişti. Sadece işten çıkarma planlarından vazgeçilmesini değil, maaş artışının da garanti altına alınmasını talep eden sendikalarla şirket yönetimi arasında henüz bir uzlaşmaya varılamadı (Olivier Chassignole/AFP)

• 13/30

  12 Kasım 2024 - Bakü'deki Birleşmiş Milletler iklim değişikliği zirvesi COP29'un açılış töreninde dansçılar performans sergiliyor. Bu sene gerçekleştirilen COP’ta ülkelerin enerji politikalarının yanı sıra yeni kolektif finansal hedeflerin belirlenmesi bekleniyor. Zirve, Azerbaycan’ın başkenti Bakü’de başladı. İklim aktivistleri pazartesi günü Gürcistan'da bir miting organize ederek Azerbaycan'ın iklim görüşmelerine ev sahipliği yapmasını protesto etmişti. Tiflis'te bir araya gelen birçok aktivist, Azerbaycan'ın baskıcı politikaları nedeniyle iklim görüşmelerine ev sahipliği yapmayı hak etmediğini savunmuştu. Greta Thunberg, Azerbaycan'ın zirveyi "işlediği suçları ve insan hakları ihlallerini yeşil aklama yoluyla örtbas etme şansı" gibi gördüğünü ileri sürmüştü (Maxim Shemetov/Reuters)

• 14/30

  11 Kasım 2024 - Sudan ordusuyla ilişkili silahlı kişileri taşıyan kamyon, ülkenin doğusundaki Gedaref sokaklarında. Sudan'da rakip generaller arasında Nisan 2023'ten beri süren savaş onbinlerce kişinin ölümüne ve 11 milyondan fazlasının da yerinden olmasına yol açtı. Birleşmiş Milletler'e göre yerinden edilenlerden 3,1 milyonu ülke sınırları dışında sığınacak bir yer arıyor (AFP)

• 15/30

  10 Kasım 2024 - Gazze Şeridi'ndeki Deyr El Balah'ta Filistinliler yemek kuyruğunda. BM Yakın Doğu'daki Filistinli Mültecilere Yardım ve Bayındırlık Ajansı (UNRWA) Genel Komiseri Philippe Lazzarini, Gazze'nin kuzeyinde kıtlık yaşanabileceğini belirterek, "Açlık İsrail devleti tarafından silah olarak kullanılıyor" dedi. Lazzarini, "Gazze Şeridi'ne girmesine izin verilen yardım yetersiz. Günde ortalama 30 tırın biraz üzerinde ve bu günlük ihtiyacın yalnızca yüzde 6'sına tekabül ediyor" ifadelerini kullandı (Ramadan Abed/Reuters)

• 16/30

  9 Kasım 2024 - Almanya Cumhurbaşkanı Frank-Walter Steinmeier, Berlin Duvarı'nın yıkılışının 35. yıldönümünde düzenlenen çiçek bırakma törenine katıldı. Törende Soğuk Savaş döneminde Doğu Berlin'den Batı Berlin'e geçerken hayatını kaybedenler anıldı. Berlin Duvarı'nın yıkılışının yıldönümü kapsamında her yıl canlı müzik, sergiler ve eski duvarın bir ucundan diğerine yapılan koşu da dahil olmak üzere çeşitli etkinlikler gerçekleştiriliyor (Ebrahim Noroozi/AP)

• 17/30

  8 Kasım 2024 - İspanya'daki atlı sivil muhafızlar, ölümcül afetin ardından ülkenin doğusundaki Valensiya bölgesinde zarar gören araçların yanından geçerek mağdurları arıyor. Ülkede son 50 yılda yaşanan en kötü sel felaketi, 210'dan fazla kişinin ölümüne, onlarca kişinin kaybolmasına ve kasabaların çamur altında kalmasına yol açtı. Sel özellikle Valensiya'da büyük bir yıkıma sebep oldu (Jose Jordan/AFP)

• 18/30

  7 Kasım 2024 - Arnavutluk Başbakanı Edi Rama, Ukrayna Devlet Başkanı Volodimir Zelenski'ye sarılıyor. Avrupa Siyasi Topluluğu'nun 5'inci zirvesi, kıtanın karşı karşıya olduğu güvenlik zorluklarını ele almak amacıyla Macaristan'ın başkenti Budapeşte'de başladı. Zirvede Avrupa Birliği üyesi ülkelerin liderleriyle üye olmayan ülkelerin liderleri bir araya geliyor. Ana gündem maddeleri arasında düzensiz göçle mücadele, ekonomi güvenliği ve iklim de var (Ludovic Marin/AFP)

• 19/30

  6 Kasım 2024 - 2024 ABD Başkanlık Seçimi'ni kazanan Donald Trump, Florida eyaletindeki West Palm Beach Kongre Merkezi'nde konuşma yaptı. Trump, zafer konuşmasında kendisini destekleyen herkese teşekkür etti ve ekonomik büyüme ve ulusal güvenlik vaatlerinde bulundu. Sandıkların kapanmasıyla birlikte erken sonuçlar, seçim yarışının başa baş gittiğini gösterse de Trump, salıncak eyaletlerde kazanarak zafere ulaştı. Trump, rakibi Demokrat Parti'nin başkan adayı Kamala Harris'ten yaklaşık 5 milyon fazla oy aldı (Jim Watson/AFP)

• 20/30

  5 Kasım 2024 - ABD'nin New York kentinde seçmenler oy kullanıyor. ABD'de seçim gününe gelindi ve Demokrat Parti'nin adayı Kamal Harris'le Cumhuriyetçi Parti'nin adayı Donald Trump arasındaki yarış haftalardır başa baş ilerliyor. Seçimin sonucunu 7 salıncak eyaletteki oyların belirleyeceği düşünülüyor (Leonardo Munoz/AFP)

• 21/30

  4 Kasım 2024 - İspanya'nın Valensiya bölgesindeki Alfafar'ın caddelerinde polis memurları sokaklardaki çamurun temizlenmesine yardım ediyor. İspanya'da uzun zamandır görülen en kötü sel felaketinde hayatını kaybedenlerin sayısı 217'ye ulaşırken arama kurtarma çalışmaları hâlâ sürüyor. Yetkililer sokakların temizlenmesinin en az bir hafta süreceğini belirtirken bölgede 17 bin polis, jandarma, asker ve sivil koruma görevlisi çalışıyor (Jose Jordan/AFP)

• 22/30

  3 Kasım 2024 - Brezilya'daki Formula 1 Sao Paulo Grand Prix'sini Red Bull Racing'in Hollandalı pilotu Max Verstappen kazandı. "Uçan Hollandalı", son derece kaotik geçen yarışa 17. sıradan başlamıştı. İkinci ve üçüncü sırayı Alpine pilotları Esteban Ocon ve Pierre Gasly alırken, pilotlar şampiyonasında Verstappen'le Norris arasındaki fark 62'ye çıktı (Nelson Almeda/AFP)

• 23/30

  2 Kasım 2024 - Hindistan'ın Mumbai şehrinde, Ölüler Günü'nde mezara çiçek koyan bir kadının drone görüntüsü. Cadılar Bayramı'yla başlayan üç günlük dönemde, Hıristiyanlar ölülerle yaşayanlar arasındaki perdenin kalktığına inanıyor. Hıristiyanlar, Hindistan nüfusunun yalnızca yüzde ikisini oluşturuyor. Geçen ay çeşitli Hıristiyan mezheplerinin liderleri, kendilerine yönelik şiddetteki artışı protesto etmek üzere Yeni Delhi'de eylem düzenlemişti (Francis Mascarenhas/Reuters)

• 24/30

  1 Kasım 2024 - Afrika penguenleri, Cape Town yakınlarında turistlerin uğrak noktalarından olan penguen kolonisinde, sahilde dinleniyor. Boulders penguen kolonisi 1983'te kurulmuş ve kolonideki kuş sayısı çevredeki ada kolonileri sayesinde artırılmıştı. Dünya Doğayı ve Doğal Kaynakları Koruma Birliği (IUCN) yakın zamanda Afrika penguenini, nesli tehlike altında olan türlerden nesli kritik tehlikedeki tür kategorisine taşıdı. Halihazırda popülasyonunun yüzde 97'sini kaybetmiş olan kuşun nesli, bir değişiklik olmadığı takdirde 4 bin günden kısa bir süre içinde tükenebilir (Rodger Bosch/AFP)

• 25/30

  31 Ekim 2024 - ABD'nin Missouri eyaletindeki St. Charles kentinde bir yurttaş, Cadılar Bayramı'na özel kıyafetiyle oy kullandı. Seçime sayılı günler kala Kamala Harris ve Donald Trump arasındaki yarış başabaş devam ediyor. ABD Başkanı Joe Biden'ın, destekçilerini "çöp" diye nitelemesi üzerine Cumhuriyetçi Parti'nin başkan adayı Trump, çöp kamyonuna bindi. Öte yandan Arnold Schwarzenegger, Kamala Harris'i desteklediğini açıkladı (Robert Cohen/AP)

• 26/30

  30 Ekim 2024 - İspanya'nın güneyindeki Valensiya'da gerçekleşen sel, arabaları bu hale getirdi. Kurtarma ekipleri, şiddetli yağmurların yol açtığı seller sonucunda 95 kişinin hayatını kaybettiğini açıkladı. Kayıpları arama çalışmalarıysa sürüyor. Valensiya'da 1996'dan bu yana metrekareye en fazla yağışın düştüğü bildirildi. Meydana gelen felaketten dolayı 3 günlük ulusal yas ilan edildiği açıklandı (Jose Jordan/AFP)

• 27/30

  29 Ekim 2024 - Gazze Şeridi'nin merkezinde Filistinli mültecilerin kaldığı Nuseyrat kampındaki Birleşmiş Milletler Yardım ve Bayındırlık Ajansı'na (UNRWA) ait yardım dağıtım merkezinin kapısındaki açıklıktan bir adam dışarı bakıyor. İsrail, parlamentosunun yıkıma uğramış Gazze Şeridi'ndeki ana BM yardım kuruluşunu yasaklayan bir tasarıyı onaylamasının ardından artan bir uluslararası tepkiyle karşı karşıya kalıyor. 90 gün içinde yürürlüğe girmesi beklenen mevzuatın, UNRWA'nın Doğu Kudüs genel merkezinin kapatılmasına ve Refah üzerinden Gazze'ye insani yardım ulaştırılmasının engellenmesine yol açması öngörülüyor (Eyad Baba/AFP)

• 28/30

  28 Eylül 2024 - Eski ABD Başkanı Barack Obama, ABD Başkan Yardımcısı ve Demokrat Parti'nin başkan adayı Kamala Harris'in Pensilvanya eyaletinin Philadelphia kentinde düzenlenen mitinginde konuştu. Ayrıca Bruce Springsteen ve John Legend gibi sanatçılar da sahneye çıkıp seyircileri Harris'e oy vermeye ve arkadaşlarıyla ailelerini sandık başına gitmeye teşvik etmeye çağırdı (Matthew Hatcher/AFP)

• 29/30

  27 Ekim 2024 - Ferrari pilotu Carlos Sainz Jr. Formula 1 Meksika Grand Prix'sinde pitte. İspanyol pilot kariyerindeki 4. F1 zaferini elde ederken, takım arkadaşı Charles Leclerc, son turlarda yaptığı hatayla ikinciliği McLaren'in şampiyonluk mücadelesi veren pilotu Lando Norris'e kaptırıp üçüncülüğe razı oldu. Pilotlar şampiyonasında zirvedeki isim Max Verstappen ise yarış içinde toplamda 20 saniye ceza aldı ve 6. sırada bitirdi (Carlos Perez Gallardo/Reuters)

• 30/30

  26 Ekim 2024 - Birleşik Krallık'ta göçmen karşıtı protestolardaki bir eylemci, Cumhuriyetçi başkan adayı ve eski ABD Başkanı Donald Trump'ın maskesini takıyor. Eylem İngiltere'nin başkenti Londra'da, ülkedeki aşırı sağcı grupların başında gelen İngiliz Savunma Ligi'nin eski lideri Tommy Robinson'ın çağrısıyla organize edilmişti. Robinson, planladığı yürüyüş öncesi Terörle Mücadele Yasası çerçevesinde suçlanarak dün gözaltına alınmıştı. Irkçılık karşıtları da aşırı sağcılara tepki amacıyla eylem düzenledi. İki grubun karşı karşıya gelmesini engellemek üzere güvenlik önlemleri alındı (Hollie Adams/Reuters)

"Topolojik fizikte bir dönüm noktası"

CUNY’deki fotonik laboratuvarında araştırmanın başındaki isim Andrea Alù şunları söyledi:
 

Bu sonuç topolojik fizik için bir dönüm noktası, zaman varyasyonlarından ortaya çıkan topolojik sıralamayı gösterebiliyoruz. Bu, geometrik asimetrileri temal alarak topolojik akustik üzerine yapılan fazla sayıdaki çalışmadan daha farklı ve daha avantajlı. Önceki yaklaşımlar tabiatı gereği yansıtılabilecek dalgaların geçeceği ters yönlü bir kanalın varlığına ihtiyaç duyuyordu, bu doğal olarak topolojik korunumlarını sınırlandırıyordu. Zaman modülasyonlarıyla ters yönlü yayılmayı baskılayabiliyor ve güçlü topolojik korunum sağlayabiliyoruz.

Araştırmacılar çalışmalarında bal peteği kovanları gibi tekrar eden altıgenler şeklinde yerleştirilmiş, ince bir polilaktik asit diskiyle birbirine bağlanan ve bir dizi dairesel piezoelektrik rezonans üreten bir cihaz tasarladı.

Ekip ardından zaman simetrisini kıran zaman modülasyonu sinyallerini verecek harici bir devreyi bu cihaza bağladı.

Yeni tasarım aynı zamanda programlanmaya da açık. Bu, sesin bir dizi farklı yeniden ayarlanabilir yolla ve asgari kayıpla yönlendirilebileceği anlamına geliyor.

Araştırmanın yazarı Andrea Alù yeni teknolojik gelişmeden ultrason görüntüleme, sonar ve yüzey akustik dalgalarını kullanan elektronik sistemlerin hepsinin yararlanabileceğini söyledi.

Independent Türkçe için çeviren: Umut Can Yıldız

Independent Türkçe, Phys.org