¿Qué son exactamente los metamateriales en el Wi-Fi ultrarrápido del metro?

Primero define qué son los metamateriales. El metamaterial es un nuevo tipo de material artificial, que se caracteriza por imitar la estructura de unidades de construcción atómica de los materiales tradicionales y utilizar esta estructura unitaria para formar materiales periódicos. El metamaterial más típico es el anillo resonante abierto propuesto por primera vez por Pendry. Esta estructura puede entenderse como un circuito LC en el circuito. La apertura es equivalente a una capacitancia espacial, y habrá una inductancia espacial en la dirección z. A una frecuencia específica, las ondas electromagnéticas resonarán, cambiando así la propagación de las ondas electromagnéticas. Este efecto se puede definir mediante un parámetro macro, que es la constante dieléctrica y la permeabilidad magnética. A continuación se proporciona la permeabilidad equivalente de una estructura periódica que consta de un anillo resonante abierto. Se puede observar que la permeabilidad magnética cambia con la frecuencia y puede ser negativa, cero o máxima. Ésta es la belleza de los metamateriales. Puede obtener tantos parámetros electromagnéticos como desee, así como algunos valores de parámetros que no existen en la naturaleza, como valores negativos y cero, lo que amplía enormemente sus opciones.

Después de hablar de metamateriales, hablemos de medios de índice de refracción negativo. Ya en 1968, científicos de la antigua Unión Soviética habían estudiado los efectos mágicos de los medios con índice de refracción negativo, pero esto tenía poco sentido porque antes de 2003, en general se creía que los medios con índice de refracción negativo no existían. Entonces, el quid de la cuestión es que en 2003, D.R. Smith demostró experimentalmente materiales con índice de refracción negativo. Hablando de la relación entre Pandry y Smith, Pandry es un conocido experto que estudia principalmente teoría. Propuso metamateriales y propuso un material que puede obtener permeabilidad magnética negativa (anillo resonante abierto y un material del que se puede obtener una constante dieléctrica negativa). obtenerse (un conjunto de cables). Una vez, Pentry fue a la Universidad de Duke para dar una conferencia y Smith estaba escuchando entre la audiencia. En ese momento, todavía era un becario postdoctoral y se preguntó si estas dos estructuras podrían combinarse. para crear imanes negativos. Materiales con conductividad y constante dieléctrica negativa, es decir, materiales de índice de refracción negativo. Posteriormente, realizó su idea mediante experimentos, la llamó "pendry" y la envió a la comunidad científica. A partir de entonces, Smith se hizo popular.