本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
单向镜，我们很多人在电视上的警察程序剧中都见过，看起来有点神奇——镜子怎么知道让哪些光线通过，又反射哪些光线呢？ 事实是，它并不知道。单向镜及其较小的“表亲”——反光太阳镜片，都依赖于光照不平衡来发挥作用。如果单向镜后面的警察像审讯室一样光线充足，嫌疑人就能清楚地看到他们。
但根据一项新的研究，真正能区分光或声音方向的材料可能是存在的。 这可能会制造出真正的单向镜或定向隔音装置——想象一下，例如，一面墙，声音可以从外面传入，但无法从里面传出。
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意大利国家研究委员会的斯特凡诺·莱普里和意大利因苏布里亚大学以及新加坡国立大学的朱利奥·卡萨蒂已经研究出了以不对称方式传输波的材料的理论基础，他们在4月22日出版的《物理评论快报》上报告了这一成果。
他们的提议依赖于使用非线性材料，在这种材料中，材料的响应取决于穿过它的波的属性。“当你引入非线性相互作用和力时，我们拥有的许多直觉都不再有效，”莱普里告诉《物理评论焦点》， 这是美国物理学会的出版物，重点介绍来自附属期刊的研究，并向更广泛的受众解释这些研究。“我们可以利用这种非线性相互作用来打破互易性理论的这一基本结果，该理论要求所有波无论从哪个方向到达，都应获得相同的传输待遇。”
研究人员计算得出，通过以不对称的方式堆叠非线性材料层和普通的线性材料层，波可以沿一个方向通过，但当它从另一个方向到达时，几乎会完全反弹回来。 然而，单向偏置并非普遍适用——研究人员指出，每种特定的实施方案都会有一个波幅和频率的最佳范围，在该范围内，它的效果最佳。
到目前为止，这一发现仅基于数值模拟，而不是实验室实验。 但研究人员报告说，如果这些模拟被证明是对真实材料的良好近似，“结果可能会为控制和优化波传播以及设计用于声音或光整流的设备开辟新的策略。”
隔音照片：© iStockphoto/Simone Becchetti