Mit bekannten Methoden der theoretischen Physik zur Untersuchung der elektromagnetischen Reaktion der Großen Pyramide auf Radiowellen fand eine internationale Forschungsgruppe heraus, dass eine Pyramide unter elektromagnetischen Resonanzbedingungen elektromagnetische Energie in ihren inneren Kammern und unter der Basis konzentrieren kann. Die Studie wurde im Journal of Applied Physics, Journal of Applied Physics veröffentlicht.
Das Forscherteam plant, diese theoretischen Ergebnisse zur Entwicklung von Nanopartikeln zu verwenden, die ähnliche Effekte im optischen Bereich reproduzieren können. Mit solchen Nanopartikeln können beispielsweise Sensoren und Hochleistungssolarzellen hergestellt werden.
Während die ägyptischen Pyramiden von vielen Mythen und Legenden umgeben sind, haben wir wenig wissenschaftlich verlässliche Informationen über ihre physikalischen Eigenschaften. Wie sich herausstellte, sind diese Informationen manchmal beeindruckender als jede Fiktion.
Die Idee, eine physikalische Studie durchzuführen, kam Wissenschaftlern des ITMO (Nationale Forschungsuniversität für Informationstechnologien, Mechanik und Optik St. Petersburg) und des Laserzentrums Hannover in den Sinn.
Die Physiker interessierten sich dafür, wie die Große Pyramide mit resonanten elektromagnetischen Wellen oder mit anderen Worten mit Wellen proportionaler Länge interagieren würde. Berechnungen haben gezeigt, dass eine Pyramide in einem Resonanzzustand elektromagnetische Energie in den inneren Kammern der Pyramide sowie unter ihrer Basis konzentrieren kann, wo sich die dritte, unfertige Kammer befindet.
Diese Schlussfolgerungen wurden auf der Grundlage numerischer Modellierung und analytischer Methoden der Physik erhalten. Zunächst schlugen die Forscher vor, dass Resonanzen in der Pyramide durch Radiowellen mit einer Länge von 200 bis 600 Metern verursacht werden könnten. Anschließend modellierten sie die elektromagnetische Reaktion der Pyramide und berechneten den Extinktionsquerschnitt. Dieser Wert hilft abzuschätzen, wie viel der einfallenden Wellenenergie unter Resonanzbedingungen von der Pyramide gestreut oder absorbiert werden kann. Schließlich erhielten die Wissenschaftler unter den gleichen Bedingungen die Verteilung elektromagnetischer Felder innerhalb der Pyramide.
Verteilung der elektrischen (a-d) und magnetischen (e-h) Felder in der xz-Ebene einer im freien Raum befindlichen Pyramide. Die einfallenden Wellen sind entlang der x-Achse polarisiert. Das schwarze Rechteck in der Pyramide repräsentiert die "Zarenkammer". Die Ausbreitungsrichtung der einfallenden ebenen Wellen ist in der folgenden Abbildung dargestellt:
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Verteilung der elektrischen Größen (a - d) und magnetischen (e - h) Felder in der xz-Ebene einer im freien Raum befindlichen Pyramide. Die einfallenden (aufwärts gerichteten) Wellen sind entlang der x-Achse polarisiert. Das schwarze Rechteck in der Pyramide repräsentiert die "Zarenkammer". Die Ausbreitungsrichtung der einfallenden ebenen Wellen ist in der folgenden Abbildung dargestellt:
Um die Ergebnisse zu erklären, führten die Wissenschaftler eine Multipolanalyse durch. Diese Methode wird in der Physik häufig verwendet, um die Wechselwirkung zwischen einem komplexen Objekt und einem elektromagnetischen Feld zu untersuchen. Das Feldstreuungsobjekt wird durch eine Reihe einfacherer Strahlungsquellen ersetzt: Multipole. Das Sammeln von Strahlung von Multipolen fällt mit der Feldstreuung auf dem gesamten Objekt zusammen. Wenn man den Typ jedes Multipols kennt, ist es daher möglich, die Verteilung und Konfiguration der Streufelder im gesamten System vorherzusagen und zu erklären.
Die Große Pyramide hat Forscher angezogen, indem sie die Wechselwirkungen zwischen Licht und dielektrischen Nanopartikeln untersucht hat. Die Streuung von Licht durch Nanopartikel hängt von ihrer Größe, Form und dem Brechungsindex des Ausgangsmaterials ab. Durch Ändern dieser Parameter kann man die Resonanzstreumoden bestimmen und damit Geräte zur Steuerung des Lichts im Nanobereich entwickeln.
„Ägyptische Pyramiden haben immer viel Aufmerksamkeit erregt. Wir als Wissenschaftler waren an ihnen interessiert und beschlossen, die Große Pyramide als gestreutes Teilchen zu betrachten, das Radiowellen aussendet. Aufgrund des Mangels an Informationen über die physikalischen Eigenschaften der Pyramide mussten wir einige Annahmen treffen. Zum Beispiel haben wir angenommen, dass es im Inneren keine unbekannten Hohlräume gibt und das Baumaterial mit den Eigenschaften von gewöhnlichem Kalkstein innerhalb und außerhalb der Pyramide gleichmäßig verteilt ist. Unter Berücksichtigung dieser Annahmen haben wir interessante Ergebnisse erzielt, die wichtige praktische Anwendungen finden können “, sagt Andrey Evlyukhin, Forschungsleiter und Forschungskoordinator.
Wissenschaftler planen nun, die Ergebnisse zu nutzen, um ähnliche Effekte im Nanobereich zu reproduzieren. „Durch die Auswahl eines Materials mit geeigneten elektromagnetischen Eigenschaften können wir pyramidenförmige Nanopartikel mit Aussicht auf eine praktische Anwendung in Nanosensoren und effizienten Solarzellen erhalten“, sagt Polina Kapitainova, PhD in Physik und Technologie an der ITMO-Universität.
