Manipulando ondas elásticas utilizando modos topológicos - fase I

Resumo

Metamateriais elásticos têm sido investigados devido as suas propriedades extraordinárias que possibilitam atenuação de ruídos e vibrações assim como manipulação de ondas. O termo metamaterial é empregado para designar materiais artificiais projetados com propriedades físicas que não são encontradas naturalmente. A presença dos band gaps, bandas de frequências onde as perturbações vibratórias não propagam através da estrutura, é característica chave dos metamateriais. Band gaps têm propiciado a criação de barreiras vibratórias em baixas frequências, escudos sísmicos, diodos acústicos, guias de onda bidimensionais, e outros fenômenos de manipulação de ondas. Entretanto, a propagação de ondas em metamateriais tem uma vasta gama de tópicos em aberto que possuem potencial para resolver antigos problemas de engenharia, criar novas tecnologias e impactar a vida cotidiana. Portanto, neste projeto de pesquisa, a motivação é investigar metamateriais para manipular ondas elásticas de uma forma mais eficiente e versátil usando conceitos da física da matéria condensada, como quebras de simetria e isolantes topológicos. Apenas recentemente, modos de onda topologicamente protegidos foram considerados nos campos da acústica e da elastodinâmica explorando propriedades topológicas como os modos localizados (e.g., modos de borda e de interface). Isolantes topológicos de alta ordem, o estado da arte neste campo, serão investigados. O objetivo principal neste BEPE é desenvolver fundamentos teórico, numérico e experimental para entender as quebras de simetrias, modos de ondas topológicos e isolantes topológicos, explorando esta área de pesquisa rica e dinâmica com interface entre a física e a engenharia. (AU)