Den store pyramide i Giza er en af verdens mest fascinerende strukturer. Det er et vidunder af arkitektur og teknik, og har bestået tidens prøve i over 4,500 år. På trods af alt, hvad vi ved om det, er der stadig mysterier omkring den store pyramide, som fortsætter med at forvirre videnskabsmænd og historikere.
I juli 2018 har en ny undersøgelse afsløret, at den store pyramide i Giza kan fokusere elektromagnetisk energi, en opdagelse, der har forbløffet eksperter på området. Denne banebrydende forskning afslører nye muligheder for brugen af denne gamle struktur og rejser spørgsmål om de gamle egypteres viden om elektromagnetisk energi.
En international forskergruppe har anvendt metoder inden for teoretisk fysik til at undersøge den store pyramides elektromagnetiske respons på radiobølger. Forskere forudsagde, at pyramiden under resonansforhold kan koncentrere elektromagnetisk energi i sine indre kamre og under basen. Forskergruppen planlægger at bruge disse teoretiske resultater til at designe nanopartikler, der er i stand til at gengive lignende effekter i det optiske område. Sådanne nanopartikler kan f.eks. bruges til at udvikle sensorer og højeffektive solceller. Undersøgelsen blev offentliggjort i Journal of Applied Physics.
Mens egyptiske pyramider er omgivet af mange myter og legender, har forskere kun få videnskabeligt pålidelige oplysninger om deres fysiske egenskaber. Fysikere interesserede sig for nylig for, hvordan den store pyramide ville interagere med elektromagnetiske bølger af en resonanslængde. Beregninger viste, at i resonanstilstand kan pyramiden koncentrere elektromagnetisk energi i dets indre kamre såvel som under dets base, hvor det tredje ufærdige kammer er placeret.
Disse konklusioner blev udledt på grundlag af numerisk modellering og analytiske fysikmetoder. Forskerne vurderede først, at resonanser i pyramiden kan induceres af radiobølger med en længde på mellem 200 og 600 meter. Derefter lavede de en model af pyramidens elektromagnetiske respons og beregnede ekstinktionstværsnittet. Denne værdi hjælper med at estimere, hvilken del af den indfaldende bølgeenergi, der kan spredes eller absorberes af pyramiden under resonansforhold. Til sidst, for de samme forhold, opnåede forskerne den elektromagnetiske feltfordeling inde i pyramiden.
For at forklare resultaterne gennemførte forskerne en multipolanalyse. Denne metode er meget brugt i fysik til at studere interaktionen mellem et komplekst objekt og elektromagnetisk felt. Objektet, der spreder feltet, erstattes af et sæt enklere strålingskilder: multipoler. Indsamlingen af multipol stråling falder sammen med feltspredningen af et helt objekt. Ved at kende typen af hver multipol er det derfor muligt at forudsige og forklare fordelingen og konfigurationen af de spredte felter i hele systemet.
Den store pyramide tiltrak forskerne, mens de studerede samspillet mellem lys og dielektriske nanopartikler. Spredningen af lys fra nanopartikler afhænger af deres størrelse, form og brydningsindeks af kildematerialet. Ved at variere disse parametre er det muligt at bestemme resonansspredningsregimerne og bruge dem til at udvikle enheder til styring af lys på nanoskala.
”Egyptiske pyramider har altid tiltrukket sig stor opmærksomhed. Vi som videnskabsmænd var også interesserede i dem, så vi besluttede at se på den store pyramide som en partikel, der spreder radiobølger med resonans. På grund af manglen på information om pyramidens fysiske egenskaber var vi nødt til at bruge nogle antagelser. For eksempel antog vi, at der ikke er ukendte hulrum inde, og byggematerialet med egenskaberne som en almindelig kalksten er jævnt fordelt ind og ud af pyramiden. Med disse antagelser opnåede vi interessante resultater, der kan finde vigtige praktiske anvendelser,” siger Dr. Sc. Andrey Evlyukhin, videnskabelig vejleder og koordinator for forskningen.
Nu planlægger forskerne at bruge resultaterne til at reproducere lignende effekter på nanoskala. "Ved at vælge et materiale med passende elektromagnetiske egenskaber kan vi opnå pyramideformede nanopartikler med et løfte om praktisk anvendelse i nanosensorer og effektive solceller," siger Polina Kapitainova, Ph.D., medlem af fakultetet for fysik og teknologi på ITMO University.
Undersøgelsen blev oprindeligt offentliggjort den Journal of Applied Physics. Læs oprindelige artikel.
