本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
單向鏡，我們很多人在電視上的警察程式劇中都見過，看起來有點神奇——鏡子怎麼知道讓哪些光線透過，又反射哪些光線呢？ 事實是，它並不知道。單向鏡及其較小的“表親”——反光太陽鏡片，都依賴於光照不平衡來發揮作用。如果單向鏡後面的警察像審訊室一樣光線充足，嫌疑人就能清楚地看到他們。
但根據一項新的研究，真正能區分光或聲音方向的材料可能是存在的。 這可能會製造出真正的單向鏡或定向隔音裝置——想象一下，例如，一面牆，聲音可以從外面傳入，但無法從裡面傳出。
關於支援科學新聞業
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞業 訂閱。透過購買訂閱，您將有助於確保未來能夠繼續報道關於發現和塑造我們當今世界的想法的具有影響力的故事。
義大利國家研究委員會的斯特凡諾·萊普里和義大利因蘇布里亞大學以及新加坡國立大學的朱利奧·卡薩蒂已經研究出了以不對稱方式傳輸波的材料的理論基礎，他們在4月22日出版的《物理評論快報》上報告了這一成果。
他們的提議依賴於使用非線性材料，在這種材料中，材料的響應取決於穿過它的波的屬性。“當你引入非線性相互作用和力時，我們擁有的許多直覺都不再有效，”萊普里告訴《物理評論焦點》， 這是美國物理學會的出版物，重點介紹來自附屬期刊的研究，並向更廣泛的受眾解釋這些研究。“我們可以利用這種非線性相互作用來打破互易性理論的這一基本結果，該理論要求所有波無論從哪個方向到達，都應獲得相同的傳輸待遇。”
研究人員計算得出，透過以不對稱的方式堆疊非線性材料層和普通的線性材料層，波可以沿一個方向透過，但當它從另一個方向到達時，幾乎會完全反彈回來。 然而，單向偏置並非普遍適用——研究人員指出，每種特定的實施方案都會有一個波幅和頻率的最佳範圍，在該範圍內，它的效果最佳。
到目前為止，這一發現僅基於數值模擬，而不是實驗室實驗。 但研究人員報告說，如果這些模擬被證明是對真實材料的良好近似，“結果可能會為控制和最佳化波傳播以及設計用於聲音或光整流的裝置開闢新的策略。”
隔音照片：© iStockphoto/Simone Becchetti