Що таке звукова невидимість: новий спосіб змусити предмети «зникати»

Вчені розробили метод маскування впливу об'єктів на акустичні поля, щоб звукові хвилі не вдарялися і не відбивалися від них. Фактично, ці об'єкти можна зробити невидимими з точки зору акустики.

Фізики «обдурили» звукові хвилі, створивши ілюзію того, що вони проходять крізь об'єкт - кажани цього не оцінять!

Звукові хвилі не завжди потрапляють у наші вуха безпосередньо - вони також можуть відбиватися від інших об'єктів і елементів простору, в якому ми знаходимося. Саме тому прослуховування живої оркестрової музики у величезному соборі і в маленькому музичному клубі - це зовсім різні речі.

Новий метод працює з використанням зовнішнього кільця мікрофонів (що застосовуються як звукові датчики) і внутрішнього кільця динаміків (які виступають як джерела звуку). Аналізуючи звукові хвилі, що вловлюються мікрофонами, комп'ютер наказує динамікам миттєво відрегулювати акустичне поле, щоб воно вело себе так, як ніби приховуваного об'єкта там не було зовсім.

Вгорі: діаграма, що показує, як маскування ефективно приховує відбиття звукових хвиль, тоді як голографія створює акустичні ілюзії, яких насправді не існує.

«Ця технологія відкриває раніше недоступні напрямки досліджень і полегшує практичне застосування багатьох споріднених їй систем», - пояснюють дослідники у своїй статті.

Ідея акустичного приховування об'єктів сама по собі не нова - вона вже була випробувана з так званими метаматеріалами, призначеними для поглинання всіх звукових хвиль, коли вони досягають поверхні. Однак це пасивний, досить негнучкий підхід, який працює тільки в обмеженому діапазоні частот.

Завдяки новому методу, який працює в режимі реального часу, процес «зникнення» об'єктів стає більш універсальним. Він може навіть працювати навпаки: звук створюватиме враження, ніби неіснуючий об'єкт знаходиться в приміщенні (по суті, це аудіо-голограма).

Поки що дослідникам вдалося змусити свою систему працювати з 2D-об'єктами розміром до 12 сантиметрів. У міру подальшого вивчення команда очікує, що зможе розширити методи до роботи і з 3D-об'єктами, які можуть бути набагато більшими за розміром. Більш того, система вже довела свою здатність функціонувати широкому діапазоні частот.

«Наше обладнання дозволяє нам керувати акустичним полем в частотному діапазоні більше трьох з половиною октав», - говорить геофізик Йохан Робертссон з ETH Zurich в Швейцарії.

Ця технологія потенційно може знайти хороше застосування в будь-якій області, де реєструються і аналізуються звукові хвилі, що охоплює цілий ряд наукових додатків, таких як, наприклад, дослідження підземних споруд.