Представьте батут шириной 0,2 миллиметра с поверхностью толщиной в 20 миллионных долей миллиметра, испещренной дырами.

Эти отверстия образуют узор из закругленных треугольников, повторяющихся с математической точностью.

Но самое удивительное — этот батут почти невозможно остановить. Раз начав колебаться, он будет двигаться практически вечно.

Причем двигаться он может не только вверх-вниз. На разных участках перфорированной поверхности колебания идут в разных направлениях, даже вбок. А в центре — словно «батут внутри батута» — волны и вовсе огибают углы, двигаясь по идеальному треугольному маршруту.

Кому нужен такой батут, если на него не прыгнешь? Ответ прост: его создали не для развлечений.

Физики из Констанцского университета, Копенгагенского университета и ETH Zurich построили его, чтобы изучать перенос фононов — квантов звука, крошечных колебаний, которые распространяются в кристаллических решетках.

С помощью этой мембраны из нитрида кремния ученые показали, как можно направлять фононы даже по резким поворотам на 120 градусов почти без потерь.

Лишь один из десяти тысяч фононов отражается назад — результат, сравнимый с современными системами телекоммуникации.

Это открывает путь к созданию «дорог» для фононов, — говорит Одед Зильберберг, физик из Констанца, разработавший дизайн мембраны.

Его коллеги воплотили идею в жизнь, а результаты опубликовали в издании Nature.

А можно ли сделать такой батут для человека?

Я об этом думал, — улыбается Зильберберг. — Принцип должен работать и в большем масштабе. Но прыгать лучше в шлеме.

Этот эксперимент — шаг к управляемым акустическим волнам в микроэлектронике. Если сигналы в чипах можно передавать не только электронами, но и фононами, это снизит нагрев и повысит эффективность. Также технология пригодится в квантовых вычислениях, где контроль над колебаниями критически важен.

Хотя результаты впечатляют, масштабирование технологии — под вопросом. В микрочипах фононы сталкиваются с дефектами структуры, что может нарушить их движение. Кроме того, создание подобных мембран для промышленного применения потребует новых методов производства.

Ранее ученые применили оптический волновод для соединения полупроводниковых чипов.