Ученые создали "ковер-невидимку", который маскирует звуки в диапазоне от
одного до пяти килогерц - как раз в эти пределы попадает человеческая
речь. Новое устройство специалисты описали в статье в журнале Physical Review Letters, а коротко о работе пишет портал Physics World.
Устройства, которые делают для наблюдателя объект невидимым в том или
ином диапазоне длин волн, были впервые созданы в 2006 году. В основе
большинства таких устройств лежат метаматериалы - особые материалы,
свойства которых зависят, в первую очередь, от их структуры.
Метаматериалы особым образом искривляют пути прохождения света, и в
итоге лучи, отраженные от маскируемого объекта, не достигают
наблюдателя.
Пока все созданные на основе метаматериалов маскирующие устройства
работают в ограниченном диапазоне длин волн. В 2010 году было
разработано первое устройство, скрывающее от наблюдателя звуковые волны,
но оно работало только в воде и только для звуковых волн,
распространяющихся не в объеме, а в плоскости.
Авторы новой работы создали акустическое маскирующее устройство,
работающее на воздухе и в объеме. По конструкции устройство напоминает
треугольную крышу, сложенную из отдельных квадратных пластин толщиной
около одного миллиметра и с диагональю пять миллиметров. В центре каждой
пластины располагалось отверстие диаметром около 1,6 миллиметра. В
зависимости от того, под каким углом звуковая волна падала на пластины,
траектория ее дальнейшего пути изменялась.
Чтобы протестировать устройство, ученые помещали на специальную
пластину, отражающую звуковые волны, исследуемый объект, а затем
накрывали всю систему маскирующим устройством. Оказалась, что характер
распределения звуковых волн, отраженных от устройства, под которым
спрятан объект, практически не отличается от распределения волн,
отраженных от пустой пластины. Разница в распределении волн была связана
с тем, что маскирующее устройство все же поглощало часть волн.
Теоретически, новое устройство можно использовать для улучшения акустики
помещений - конструкции из пластин можно располагать в стенах залов,
где проходят концерты или выступления, добиваясь того или иного
изменения отражения звуковых волн.