Первое в мире устройство акустической 3D маскировки
Метаматериалы уже использовались для создания плащей невидимок, однако сейчас инженеры из Университета Дьюка (США) применили их для создания устройства акустической 3D маскировки. В плащах невидимках метаматериалы используются для перенаправления света вокруг объекта. Устройство же звуковой маскировки взаимодействует со звуковыми волнами таким образом, что создается ощущение, что ни плаща, ни объекта под ним нет.
Профессор электротехники и вычислительной техники Стивен Каммер (Steven Cummer) и его коллеги из Университета Дьюка сконструировали покров, состоящий из нескольких листов перфорированного пластика. Эти листы, созданные с помощью 3D принтера, сложили друг на друга в форме пирамиды. Геометрия этих листов и расположение отверстий взаимодействует со звуковыми волнами таким образом, что кажется, что ни устройства, ни того, что находится под ним, нет.
Несмотря на кажущуюся простоту, создание устройства совсем не случайность, и связано с большим количеством исследований и расчетов того, как звуковые волны будут с ним взаимодействовать. Как выразился сам Каммер «мы это не за ночь придумали».
Для эффективной работы плащ должен отражать звуковые волны так, чтобы они отражались как будто бы от плоской поверхности. Чтобы добиться этого, устройство должно замедлить их, чтобы имитировать более долгое путешествие. Для проверки устройства ученые покрыли плащом небольшую сферу. Затем они «обстреливали» ее короткими звуковыми импульсами под различными углами и записали их с помощью микрофона. Потом была создана видеозапись, демонстрирующая распространение волн от плоской поверхности, от плаща, скрывающего шар, и от шара без плаща.
Результаты сравнения показали, что акустический плащ создает эффект отражения от плоской поверхности. В отличие от «плаща тишины», разработанного в Технологическом институте Карлсруэ (Германия), который работает только в двух измерениях, для данного устройства неважно, в каком именно направлении идет звук или где находится наблюдатель. Таким образом, можно сказать что это «первое в мире устройство акустической 3D маскировки».
Каммер полагает, что этой технологии можно найти коммерческое применение: «Мы проводили испытания на воздухе, но звуковые волны ведут себя точно так же и под водой, таким образом, одно из потенциальных применений это антисонар. Или, например, проектирование аудиторий или концертных залов, то есть любых пространств, где нужно контролировать акустику. Если в связи с конструкторскими особенностями вам пришлось где-то положить балку, которая «испортила» звук, вы можете акустически замаскировать ее».
С научной статьей можно ознакомиться здесь.
По материалам Gizmag.
Егор Яковлев nauka21vek.ru
По материалам