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Parity-time symmetric metamaterials and metasurfaces for loss-immune and broadband acoustic wave manipulation

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History of metamaterials

The history of metamaterials begins with artificial dielectrics in microwave engineering as it developed just after World War II. Yet, there are seminal explorations of artificial materials for manipulating electromagnetic waves at the end of the 19th century. Hence, the history of metamaterials is essentially a history of developing certain types of manufactured materials, which interact at radio frequency, microwave, and later optical frequencies.

Terahertz metamaterial

A terahertz metamaterial is a class of composite metamaterials designed to interact at terahertz (THz) frequencies. The terahertz frequency range used in materials research is usually defined as 0.1 to 10 THz. This bandwidth is also known as the terahertz gap because it is noticeably underutilized. This is because terahertz waves are electromagnetic waves with frequencies higher than microwaves but lower than infrared radiation and visible light.

Negative-index metamaterial

Negative-index metamaterial or negative-index material (NIM) is a metamaterial whose refractive index for an electromagnetic wave has a negative value over some frequency range. NIMs are constructed of periodic basic parts called unit cells, which are usually significantly smaller than the wavelength of the externally applied electromagnetic radiation. The unit cells of the first experimentally investigated NIMs were constructed from circuit board material, or in other words, wires and dielectrics.

Miroir

Un miroir est un objet possédant une surface suffisamment polie pour qu'une s'y forme par réflexion et qui est conçu à cet effet. C'est souvent une couche métallique fine, qui, pour être protégée, est placée sous une plaque de verre pour les miroirs domestiques (les miroirs utilisés dans les instruments d'optiques comportent la face métallique au-dessus, le verre n'étant qu'un support de qualité mécanique stable). En termes de miroiterie, le miroir est une glace de petit volume, c'est-à-dire de petites dimensions.

Symétrie CPT

La symétrie CPT est une symétrie des lois physiques pour les transformations impliquant de manière simultanée la charge, la parité et le temps. Les efforts de recherche menés à la fin des années 1950 ont révélé la violation de la symétrie P par des phénomènes impliquant la force faible, et il existe des violations connues de la symétrie C ainsi que de la symétrie T. Pendant un temps, la symétrie CP paraissait être conservée pour tous les phénomènes physiques, mais cela a été démenti aussi par la suite.

Reflet

Un reflet est, en physique, l' virtuelle formée par la réflexion spéculaire d'un objet sur une surface. La nature spéculaire de la réflexion est liée aux caractéristiques du corps réfléchissant. Les formes les plus connues s'obtiennent par réflexion sur une surface métallique (miroir), le verre ou l'eau. L'image virtuelle est inversée et se trouve de manière symétrique à l'objet par rapport au plan de réflexion (lois de Descartes). Un reflet est aussi une nuance de lumière ou de couleur apparaissant sur un fond ou un motif.

Symétrie C

vignette|upright=1.3|Illusion de symétrie : le reflet de l'ombre de la lampe (sous l'effet du flash de l'appareil photo) semble être le reflet de celle-ci ! En physique des particules, la conjugaison de charge, ou transformation de charge, ou inversion de charge est possiblement observable en ce qui concerne l'électromagnétisme, la gravité, et l'interaction forte. En revanche, la « Symétrie C » (symétrie de charge) n'est pas observée « dans le tableau » de l'interaction faible. C(x)= -x. C(e+)= e-. C(e-)= e+.

Time translation symmetry

Time translation symmetry or temporal translation symmetry (TTS) is a mathematical transformation in physics that moves the times of events through a common interval. Time translation symmetry is the law that the laws of physics are unchanged (i.e. invariant) under such a transformation. Time translation symmetry is a rigorous way to formulate the idea that the laws of physics are the same throughout history. Time translation symmetry is closely connected, via the Noether theorem, to conservation of energy.

Network analysis (electrical circuits)

In electrical engineering and electronics, a network is a collection of interconnected components. Network analysis is the process of finding the voltages across, and the currents through, all network components. There are many techniques for calculating these values; however, for the most part, the techniques assume linear components. Except where stated, the methods described in this article are applicable only to linear network analysis.

Miroir sphérique

Un miroir sphérique est un miroir dont la forme est une calotte sphérique, c'est-à-dire une sphère tronquée par un plan. L'ouverture du miroir est donc un disque, et son axe optique est la droite normale à l'ouverture et passant par son centre. Il existe des miroirs sphériques convexes et concaves. Le miroir sphérique est astigmatique, c'est-à-dire que des rayons issus d'un même point source ne convergent pas. Il n'est stigmatique que pour son centre qui est sa propre image.