DE GROTE PIRAMIDE VAN GIZA KAN
ELEKTROMAGNETISCHE ENERGIE
CONCENTREREN
Dick Schrauwen [1]
SAMENVATTING
Een internationale onderzoeksgroep heeft een model
ontwikkeld van de grote piramide van Giza in Egypte. Dit
model was gebaseerd op methoden uit de theoretische
natuurkunde. Uit dit model bleek dat de piramide
elektromagnetische straling kan concentreren. Dit doet
zich voor als de golflengte van de straling strookt met
de dimensies van de piramide. De onderzoeksgroep is van
plan om de theoretische resultaten van de studie te
gebruiken om nanodeeltjes te ontwerpen die hetzelfde
verschijnsel vertonen met licht. Dergelijke nanodeeltjes
zouden gebruikt kunnen worden in lichtgevoelige sensoren
en zeer doelmatige zonnecellen. De studie werd
gepubliceerd in de Journal of Applied Physics [2].
FICTIE en FEIT
Over de Egyptische piramides doen veel mythes en
legenden de ronde. In contrast daarmee beschikken we
over weinig betrouwbare wetenschappelijke informatie
over hun natuurkundige eigenschappen. Soms blijkt
wetenschap meer spectaculair dan welke fictie dan ook.
Dat blijkt uit onderzoek van de ITMO-universiteit in
Sint-Petersburg en het Laser Zentrum te Hannover.
De onderzoekers waren benieuwd hoe de grote piramide
van Giza zou interacteren met elektromagnetische
straling van een golflengte waarbij resonantie zou
kunnen optreden. Hun model voorspelde dat de piramide
inderdaad elektromagnetische energie kan concentreren in
de twee interne kamers van de piramide en onder de basis
waar zich een derde onvoltooide kamer bevindt.
RESONANTIE
De onderzoekers kwamen tot deze conclusies op basis van
numerieke modellering en natuurkundige analytische
methoden. Ze schatten dat er resonanties [5] in de
piramide kunnen worden opgewekt met radiogolven [3] met
een golflengte van 200 tot 600 meter (in het spectrum
van wat we AM-middengolf noemen op onze klassieke radio,
DS). Vervolgens maakten ze een model van de respons van
de piramide op die radiogolven. Daarmee konden ze de
dwarsdoorsnede van de piramide berekenen waar de golven
uitdoven en dus ook van het deel van de invallende
golfenergie dat verstrooid of geabsorbeerd wordt. Door
die inzichten te combineren kregen de onderzoekers een
beeld van de verdeling van elektromagnetische velden in
de piramide.
ANALYSE
Om de resultaten te verklaren, voerden de wetenschappers
een `multipole analysis` [6] uit. Deze methode wordt
veel gebruikt in de natuurkunde om de interactie tussen
een complex object en een elektromagnetisch veld te
bestuderen. Het object dat het veld verstrooit, wordt
vervangen door een reeks eenvoudigere stralingsbronnen:
de multipoles. De totale straling van de multipoles
stemt overeen met de veldverstrooing in het
oorspronkelijke object. Omdat het type van elke
multipool bekend is, kan de verdeling en configuratie
van de velden in het hele systeem voorspeld en verklaard
worden.
NANODEELTJES
De Grote Piramide trok de aandacht van de onderzoekers
toen ze de interactie tussen licht en diëlektrische
nanodeeltjes [7] aan het bestuderen waren. De
verstrooiing van licht door die nanodeeltjes hangt af
van hun grootte, vorm en de brekingsindex van het
materiaal. Deze eigenschappen bepalen ook de wijze
waarop licht in het nanodeeltje resoneert. Met deze
kennis kunnen toepassingen (devices) ontwikkeld worden
om licht op nanoschaal te manipuleren.
DE GROTE PIRAMIDE ALS MODEL
Dr. Sc. Andrey Evlyukhin, wetenschappelijk begeleider en
coördinator van het onderzoek, licht toe. De Egyptische
piramides hebben altijd veel aandacht getrokken. Ook wij
als wetenschappers waren in deze bouwwerken
geïnteresseerd. In het kader van ons onderzoek besloten
we de Grote Piramide [8] te beschouwen als `een deeltje`
dat radiogolven resonerend verstrooid. Vanwege het
gebrek aan informatie over de fysieke eigenschappen van
de piramide moesten we een aantal vooronderstellingen
gebruiken. Zo gingen we er bijvoorbeeld van uit dat er
geen onbekende holtes in het gebouw zijn. Een andere
vooronderstelling was dat het gebouwd was met kalksteen
en dat dit materiaal gelijkmatig was verdeeld. Op basis
van deze aannames hebben we interessante resultaten
behaald.
PRAKTISCHE TOEPASSING
De wetenschappers zijn van plan om de resultaten te
gebruiken om vergelijkbare effecten op nanoschaal te
realiseren. Polina Kapitainova, lid van de Faculteit
Natuurkunde en Technologie van de ITMO-universiteit zegt
hierover het volgende. Door een materiaal met geschikte
elektromagnetische eigenschappen te kiezen, kunnen we
piramidale nanodeeltjes maken. Die deeltjes kunnen we
wellicht toepassen in nanosensoren en effectieve
zonnecellen.
REFERENTIES
[1] Deze tekst is een bewerking van het onderstaande
persbericht over [2]
- (persbericht)
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-07/iu-srt073018.php
[2] Wetenschappelijk artikel:
https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.5026556
Electromagnetic properties of the Great Pyramid:
First multipole resonances and energy concentration`,
Mikhail Balezin, Kseniia V. Baryshnikova, Polina
Kapitanova en Andrey B. Evlyukhin. In: Journal of
Applied Physics 124, 034903 (2018).
[3] Radiogolven:
-
https://nl.wikipedia.org/wiki/Radiogolf
[4] Lichtgolven, optisch spectrum :
-
https://nl.wikipedia.org/wiki/Zichtbaar_spectrum
-
https://nl.wikipedia.org/wiki/Licht
[5] Resonantie. Blaasinstrumenten werken volgens het
principe van resonantie. De tonen van een panfluit
worden bepaald door de lengte van elke pijp. Hoe langer
de pijp, hoe groter de golflengte, hoe geringer de
frequentie, hoe lager de toon. Zie ook:
- https://nl.wikipedia.org/wiki/Resonantie_(natuurkunde)
[6] multipole analysis, zie:
-
https://nl.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetisme
-
https://en.wikipedia.org/wiki/Distributed_multipole_analysis
-
https://en.wikipedia.org/wiki/Multipole_expansion
-
https://www.comsol.com/model/multipole-analysis-of-electromagnetic-scattering-31901
[7] diëlektrische nanodeeltjes, zie:
-
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0009261498002772
-
https://en.wikipedia.org/wiki/Nanoparticle
[8] Grote piramide van Giza
-
https://en.wikipedia.org/wiki/Great_Pyramid_of_Giza
-
https://nl.wikipedia.org/wiki/Piramiden_van_Gizeh
