Utilizando métodos conocidos de física teórica para estudiar la respuesta electromagnética de la Gran Pirámide a las ondas de radio, un grupo de investigación internacional descubrió que, en condiciones de resonancia electromagnética, una pirámide puede concentrar energía electromagnética en sus cámaras internas y debajo de la base. El estudio se publica en el Journal of Applied Physics, Journal of Applied Physics.
El equipo de investigación planea utilizar estos resultados teóricos para desarrollar nanopartículas que puedan reproducir efectos similares en el rango óptico. Estas nanopartículas se pueden utilizar, por ejemplo, para crear sensores y células solares de alto rendimiento.
Si bien las pirámides egipcias están rodeadas de muchos mitos y leyendas, tenemos poca información científicamente confiable sobre sus propiedades físicas. Al final resultó que, a veces esta información resulta ser más impresionante que cualquier ficción.
La idea de realizar un estudio físico vino a la mente de científicos de ITMO (Universidad Nacional de Investigación de Tecnologías de la Información, Mecánica y Óptica de San Petersburgo) y del Laser Zentrum Hannover.
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Los físicos se interesaron en cómo interactuaría la Gran Pirámide con ondas electromagnéticas resonantes o, en otras palabras, con ondas de longitud proporcional. Los cálculos han demostrado que en un estado resonante, una pirámide puede concentrar energía electromagnética en las cámaras internas de la pirámide, así como debajo de su base, donde se encuentra la tercera cámara sin terminar.
Estas conclusiones se obtuvieron sobre la base de modelos numéricos y métodos analíticos de la física. Al principio, los investigadores sugirieron que las resonancias en la pirámide podrían ser causadas por ondas de radio que varían en longitud de 200 a 600 metros. Luego modelaron la respuesta electromagnética de la pirámide y calcularon la sección transversal de extinción. Este valor ayuda a estimar cuánta energía de la onda incidente puede ser dispersada o absorbida por la pirámide en condiciones de resonancia. Finalmente, en las mismas condiciones, los científicos obtuvieron la distribución de campos electromagnéticos dentro de la pirámide.
Distribución de campos eléctricos (a-d) y magnéticos (e-h) en el plano xz de una pirámide ubicada en el espacio libre. Las ondas incidentes están polarizadas a lo largo del eje x. El rectángulo negro dentro de la Pirámide representa la "Cámara del Zar". La dirección de propagación de las ondas planas incidentes se muestra en la siguiente figura:
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Distribución de magnitudes eléctricas (a - d) y campos magnéticos (e - h) en el plano xz de una pirámide ubicada en el espacio libre. Las ondas incidentes (ascendentes) están polarizadas a lo largo del eje x. El rectángulo negro dentro de la Pirámide representa la "Cámara del Zar". La dirección de propagación de las ondas planas incidentes se muestra en la siguiente figura:
Para explicar los resultados, los científicos realizaron un análisis multipolar. Este método se usa ampliamente en física para estudiar la interacción entre un objeto complejo y un campo electromagnético. El objeto de dispersión de campo es reemplazado por un conjunto de fuentes de radiación más simples: multipolares. La colección de radiación de los multipolares coincide con la dispersión del campo en todo el objeto. Por tanto, conociendo el tipo de cada multipolo, es posible predecir y explicar la distribución y configuración de los campos dispersos en todo el sistema.
La Gran Pirámide ha atraído a los investigadores al estudiar las interacciones entre la luz y las nanopartículas dieléctricas. La dispersión de la luz por las nanopartículas depende de su tamaño, forma e índice de refracción del material de partida. Al cambiar estos parámetros, es posible determinar los modos de dispersión resonante y usarlos para desarrollar dispositivos para controlar la luz a nanoescala.
“Las pirámides egipcias siempre han atraído mucha atención. Nosotros, como científicos, estábamos interesados en ellos, por lo que decidimos ver la Gran Pirámide como una partícula dispersa que emite ondas de radio. Debido a la falta de información sobre las propiedades físicas de la pirámide, tuvimos que utilizar algunas suposiciones. Por ejemplo, asumimos que no hay cavidades desconocidas en el interior y que el material de construcción con las propiedades de la piedra caliza ordinaria se distribuye uniformemente dentro y fuera de la pirámide. Teniendo en cuenta estos supuestos, obtuvimos resultados interesantes que pueden encontrar importantes aplicaciones prácticas”, dice Andrey Evlyukhin, supervisor de investigación y coordinador de investigación.
Los científicos ahora planean usar los resultados para reproducir efectos similares a nanoescala. “Al elegir un material con propiedades electromagnéticas adecuadas, podemos obtener nanopartículas piramidales con la perspectiva de una aplicación práctica en nanosensores y células solares eficientes”, dice Polina Kapitainova, PhD en Física y Tecnología de la Universidad ITMO.
