Волны на поверхности воды обычно разбиваются о любую преграду — камень, сваю, остров. Но если расставить препятствия так хитро, что волна их почти не заметит? В новой работе учёные собрали на воде узор из множества точек, расставленных по особым математическим правилам, и пустили по ним волны. Оказалось, что при одних длинах волн вода проходит почти как по чистой глади, а при других — резко рассеивается.

Узор называется квазикристаллом Фурье. Обычные кристаллы — как паркет из одинаковых плиток, их атомы повторяются через равные промежутки. Квазикристаллы — как мозаика, где узор не повторяется, но всё же упорядочен. В квазикристалле Фурье порядок ещё более редкий: в нём лишь отдельные, изолированные точки в пространстве частот, где волны отражаются. Между ними — тишина. Поэтому волна, чья длина не совпадает с этими точками, идёт сквозь узор, как сквозь туман.

В эксперименте волны пускали по воде, где на дне стояли вертикальные штырьки — те самые точки узора. Меняя частоту волн, учёные видели три картины. При низких частотах волна проходила почти без потерь — прозрачность. При средних — рассеивалась только в нескольких направлениях, словно кто-то включал прожекторы. При высоких — всё перемешивалось, как в густом лесу. По измерениям волн они восстановили тот самый редкий набор точек в пространстве частот и подтвердили: всё дело в их расположении.

Такой узор — не просто забава. Если научиться управлять волнами с помощью квазикристаллов Фурье, можно делать звуковые линзы, которые фокусируют звук в одну точку, или покрытия, которые гасят вибрации мостов. А ещё это путь к оптическим чипам, где свет пойдёт по нужным дорожкам без потерь.