一个国际研究小组运用理论物理学的方法，研究了吉萨大金字塔对无线电波的电磁响应，
科学家们预测，在共振条件下，金字塔可以将电磁能量集中在其内部的内室和底部。研究小组计划利用这些理论成果来设计能够在光学范围内复制类似效果的纳米颗粒，这种纳米颗粒可用于开发传感器和高效太阳能电池。这项研究近期发表在了《应用物理学杂志》上。
虽然存在着很多关于埃及金字塔的神话和传说，但在金字塔的物理性质方面几乎没有科学可靠的信息。事实证明，科学信息比神话传说更引人注目，俄罗斯圣彼得堡国立信息技术机械与光学大学与德国汉诺威激光中心的科学家们证实了这一点。物理学家们对大金字塔如何与成比例的电磁波相互作用表达出了浓厚的兴趣，通过计算表明，在共振态下，金字塔可以将电磁能量集中在金字塔内部的腔室中，也可以集中在其下的基底下。
研究人员在物理数值模拟和分析方法的基础上得出了上述结论。研究人员首先估计，金字塔中的共振可以由长度在200米到600米之间的无线电波产生。他们建立了金字塔电磁响应模型，并计算了消光截面。这个值有助于估计在共振条件下，入射波能量的哪一部分可以被金字塔散射或吸收。最后，科学家们得到了金字塔内部的电磁场分布。
科学家们采用广泛应用于物理学中的多极分析（研究复杂物体与电磁场之间的相互作用）来解释研究结果。散射场的物体被一组更简单的辐射源取代：多极。多极辐射的采集与整个物体的场散射是一致的，了解每个多极的类型，就可以预测和解释整个系统中散射场的分布和配置。
当研究人员研究光和介电纳米颗粒之间的相互作用时，大金字塔吸引了他们。纳米粒子的光散射取决于它们的大小、形状和源材料的折射率。改变这些参数，就有可能确定共振散射机制，并利用它们来开发在纳米尺度上对光进行控制的装置。
“作为科学家，我们把大金字塔看作是一个粒子，它能共振地消散无线电波。由于缺乏关于金字塔物理性质的信息，我们不得不使用一些假设。例如，我们假设里面没有未知的腔室，具有普通石灰石性质的建筑材料均匀地分布在金字塔的内外。通过这些假设，我们得到了有趣的结果，并找到了重要的实际应用。”该研究的科学主管和协调员Andrey Evlyukhin博士说。
“如果选择一种具有适当电磁性质的材料，我们就可以得到金字塔状的纳米颗粒，它们有望实际应用于纳米传感器和有效的太阳能电池中。”俄罗斯圣彼得堡国立信息技术机械与光学大学物理与技术学院的Polina Kapitainova博士介绍。
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编译：Coke 审稿：三水 责编：程建兰
期刊来源：《应用物理学杂志》
期刊编号： 0003-6951
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