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科学家设计地震斗篷让地震波远离建筑物

新浪科技

据国外媒体报道，在电影中，隐形斗篷可以轻轻松松帮助小魔法师哈利•波特(Harry Potter)骗过守门人阿格斯•费尔奇(Argus Filch)以及他的猫“诺斯太太”。但法国和英国物理学家表示，隐形斗篷实际上也可以用来帮助建筑物免受地震破坏。这听起来是否太过科幻呢？答案是“不”。

目前，法国马赛菲涅耳研究所的斯特凡•伊诺克(Stefan Enoch)及其研究小组正在研究隐形斗篷背后的物理学其它方面的应用。他们的研究成果便是“地震斗篷”，能够让冲击波、暴风浪或者海啸在所遮蔽的物体面前变成“瞎子”，进而达到保护建筑物的目的。

这种斗篷是如何工作的呢？为了理解其中的原理，我们首先应该了解地震波的两个主要分类——体波和面波，前者可以穿透到更深的地球内部，后者则在地表传播——这一点非常重要。伊诺克小组的研究发现显示，控制体波非常复杂，很难实现，但在常规工程学框架内对面波进行控制还是可以做到的。研究小组成员、英国利物浦大学的塞巴斯蒂安•古纳佑(Sebastien Guenneau)表示，由于面波的破坏性更大，如果能对其进行控制必然造福人类。

据悉，这种概念上的隐形斗篷将由几个大型同心塑料环制成，塑料环将紧贴地面。为了让面波平稳地通过塑料环，科学家必须对环的硬度和弹性进行密切控制。穿过这个斗篷的地震波将被压缩成在压力和密度方面均处于极小程度的波动，进而能够沿着一条快速通道传播。这条通道可以被设计成弓形，通过调整塑料环的特性引导地震波远离斗篷内的物体。一旦离开斗篷，地震波便立即回到最初的强度。

这些神奇的塑料环可以让建筑物在地震发生时“隐形”，除此之外，斗篷本身也是不可见的。根据古纳佑的建议，应该将地震斗篷安放在建筑物地基位置。为了保护一座横跨10米的建筑，每一个塑料环的直径需要在1至10米左右，厚度则在10厘米上下。

当然，所有这些理论仍需在现实实验中加以检验。如果伊诺克等人的研究发现能够得到应用，必将有无数人在地震发生时幸免于难。圣安德鲁斯大学物理学家乌尔夫•莱昂哈特(Ulf Leonhardt)并未参与此项研究。他表示，隐形物理学在现实世界的第一项应用可能就是操纵地震波而不是光线。如果获得成功，隐形塑料环也可以按比例缩小以保护体积较小的物体。

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