Акустическое маскирующее устройство
Трое физиков из Университета Дьюка (США) сконструировали маскирующее устройство, предназначенное для работы со звуковыми волнами слышимого диапазона. Первое приспособление такого рода, напомним, было представлено в начале этого года и имело вид плоского кольца, в центральную область которого помещался предмет, который необходимо было скрыть от наблюдения. Прототип функционировал в ультразвуковой области, на частотах от 52 до 64 кГц, причём нужный эффект достигался в водной среде.
Новая версия устройства напоминает более привычные модификации маскирующих устройств (скажем, такую), которые работают с электромагнитными волнами и накрывают объект сверху, создавая иллюзию того, что падающее излучение отражается не от граней предмета, а от нижележащей поверхности. Чтобы скорректировать направление распространения излучения, инженеры создают метаматериалы с периодической микроструктурой и нужными величинами диэлектрической и магнитной проницаемостей. «Все волны в чём-то схожи, — замечает руководитель обсуждаемого исследования Стивен Каммер (Steven Cummer). — Уравнения, описывающие электромагнитное излучение, напоминают те, что относятся к акустическому, а потому и звуковое маскирующее устройство полностью аналогично известным оптическим, микроволновым и инфракрасным».
Маскирующее устройство в сборе (фото Стивена Каммера).
Предложенная г-ном Каммером и его коллегами конструкция собирается из очень простых метаматериальных элементов — квадратных пластиковых пластинок размером 5 мм и толщиной 1 мм с отверстием диаметром 1,6 мм. Слои пластинок составляют V-образную фигуру, в основании которой находится маскируемый деревянный предмет. Длина последнего превышает 30 см, а высота измеряется единицами сантиметров.
При измерениях с помощью микрофона было установлено, что обычная отражающая поверхность и поверхность с размещёнными на ней предметом и маскирующим приспособлением дают практически одинаковые результаты при падении звукового излучения в области частот от 1 до 5 кГц; добиться абсолютного сходства учёным не удалось, поскольку метаматериальная конструкция всё же поглощает звук. «Устройство должно работать и на частотах ниже 1 кГц, но проверить это в эксперименте нам не удалось: длины волн становятся слишком большими, и процесс измерения усложняется, — добавляет г-н Каммер. — Вообще говоря, никакой проблемы в том, чтобы охватить весь слышимый диапазон (скажем, от 0 до 15 кГц), я не вижу. Переход к более высоким частотам просто потребует уменьшения размеров отдельных пластинок».
Эффект маскировки наблюдался не в воде, а в воздушной среде. Необходимо также заметить, что устройство работает только в двумерном режиме (источник звука — громкоговоритель — и регистрирующий микрофон должны находиться в одной плоскости).
Подобные приспособления, как считают исследователи, могут использоваться при оформлении концертных залов и аудиторий. В ближайшие планы американцев входит создание пирамидальной «трёхмерной» версии разработки.
по информации: compulenta.ru