古代ローマ人は、物理学者がメタマテリアルや変換光学に気づくずっと前に、耐震スクリーンとして機能する構造物を建てていた可能性があります。これは、 フランスの研究者が地震巨大構造物の誕生におけるナノフォトニクスの役割の研究で示唆していることです。 .
その中で彼らは、ローマのいくつかの劇場や円形劇場の基礎のパターンが現代の電磁遮蔽装置の特性によく似ていると述べています。彼らは、 これらの考古学的メタマテリアルであると言います。 砂の周りで地震波をそらして、間接的に地震から守っていた可能性があります。
メタマテリアルは、自然界では通常見られない方法で電磁波や音を操作する人工構造です。変換光学と呼ばれる数学的フレームワークは、透明マントを含むメタマテリアルで作られた新しいデバイスを設計するために開発されました。 物体の周りでマイクロ波をそらします。
メタマテリアルの考えられる応用の 1 つは、建物の周囲で地震波をそらし、地震から建物を保護する構造の作成です。このアイデアは、地面に埋められた穴や固体のネットワークで建物を囲むというものです。特定の波長範囲内の地震波がそのネットワークを通過すると、ネットワーク内の複数の反射が互いに破壊的に干渉し、バンドギャップが形成され、その結果、建物の揺れが大幅に減少します。
ステファン・ブリュレ氏とリヨンのメナール社の土木技術者は、マルセイユのフレネル研究所の研究者らとともに、2012 年に深さ 5 メートルの 2 次元の井戸ネットワークを地面に掘削し、このアイデアを実証しました。彼らは、近くの発生源を使用して音波を発生させることにより、波のエネルギーの多くが最初の 2 列の穴によって発生源に反射されることを発見しました。
しかし、ブリュレは、古代ローマ人が、たとえそれを知らなかったとしても、これを最初に発見した可能性があると考えています。彼は休暇中、フランス中部のオータン市の考古学的遺跡を観察していたときに、道路のすぐそばの野原の下に埋もれたガロ・ローマ時代の劇場の基礎を示す航空写真を目にしました。ほとんど目立ちませんが、フィールド上のマークは、西暦 1 世紀の建物の輪郭を示していました。そして彼は、半円形の構造が透明マントの半分に驚くほど似ていると考えました。 .
これは、劇場の基礎をより明確に地図化した数年前に実施された考古学調査の写真によって確認されました。その写真と、ブリュレ氏とフレネル研究所の同僚が製作した直径20センチの透明マントの1つを重ね合わせたところ、劇場の柱とマントの要素がほぼ正確に位置合わせされており、それぞれが連続して配置されていることが判明した。より小さい半径で互いに近づく同心円 (半円) の円。
ブリュレは、ローマのコロッセオや他の円形劇場の基礎でも同じことが起こっていることを発見しました。これらの円形劇場は、半円形の劇場とは異なり、完全に閉鎖されています。特に、隣接する同心円 (ほとんどの円形劇場の場合は楕円) の半径の比率がほぼ同じであることを発見しました。
ローマ人がどのようにしてこの設計に到達したかについて、ブリュレ氏は、地震の多い地域で数世紀にわたって得た経験のおかげで、ローマ人が円形闘技場を徐々に変更していった可能性があると示唆しています。しかし、それは単に運が良かっただけの可能性もあります。
フレネル研究所のセバスチャン・グノー氏は、このアイデアを検証するためにコンピューターシミュレーションを実行したが、実際の地盤の複雑さと地震波の通過に対する地盤の影響を考慮すると、地上実験が不可欠であると述べている。彼は、少なくとも外径 20 メートルの特徴的な同心楕円形に配置された埋設コンクリート杭で構成されるモデルを構築したいと考えています。この規模は、柔らかい土壌を伝播する（短波長の）地震波に適していると彼は説明する。