Ученые научились прятать трехмерные объекты от звуковых волн

Для опытов ученые использовали пластиковый шар диаметром 8 см, окруженный 60 кольцами разных размеров. Кольца были созданы при помощи 3D-принтера и формировали клеткоподобную структуру, подавляющую распространение звуковых волн. При взаимодействии с такой "клеткой" звуковые волны одной длины накладывались на сходные встречные звуковые волны, что приводило к гашению обеих волн разом. Несмотря на то что расчет рассеивающих звук колец был непростым, материалы для них использовались вполне тривиальные. Пока звуковой шапке-невидимке не хватает только универсальности.

Звуковая шапка-невидимка. Фото L. Sanchis et al.

 
Испытания в безэховой камере показали, что пара "источник звука спереди — микрофон сзади" находила сферу, замаскированную для звуковых волн в определенном диапазоне, только тогда, когда звук был вне расчетной полосы в 8,55 кГц. А вот колебания именно в этом диапазоне не обнаружили сферу: рассеиваемые "клеткой" волны полностью гасились и не могли служить для определения местоположения сферы, укрытой звуковой "шапкой-невидимкой".

Вам, наверное, кажется, что это лишь забавный опыт, ведь в реальной жизни объект подвергается воздействию звуковых волн самой разной частоты? Но дело не только в том, что исследователи впервые изолировали трехмерный объект от звукового обнаружения. В ряде специфических случаев (эхолокаторы) уже сегодня защита от обнаружения звуковыми волнами в определенном диапазоне может быть весьма интересной. Недаром исследование частично финансировалось Управлением военно-морских исследований США.

Конечно, недостатки схемы пока чересчур серьезны для ее немедленного применения: сегодня она работает только в том случае, если звук приходит с ожидаемой звуковой "шапкой-невидимкой" стороны. Переместите микрофон или источник звука — и эффект невидимости, даже в узком диапазоне, пропадет. Тем не менее перед нами хотя и находящееся в очень ранней стадии, но весьма перспективное направление исследований.

Отчет о рассмотренной работе опубликован в журнале Physical Review Letters.