Ученые научились прятать трехмерные объекты от звуковых волн

Впервые ученым удалось скрыть трехмерный объект от звуковых волн. Усовершенствованная модель шапки-невидимки в будущем может быть использована для защиты военно-морского флота от обнаружения радиолокационными системами.

Результаты исследования были опубликованы в научном журнале Physical Review Letters в конце прошлого месяца.

«В данном случае реализована упрощенная схема перевода объекта в состояние невидимости путем использования хорошо спроектированных, но в то же время относительно несложных материалов»,

— говорит Стивен Каммер, инженер-электрик из частного Университета Дьюка, не принимавший участия в этом исследовании. В 2007 году Каммер предложил свой концепт звукового плаща-невидимки.
Прежние попытки ученых сделать объекты невидимыми для человеческого глаза полагались на тот факт, что наше восприятие мира зависит от рассеяния волн. Мы можем воспринимать окружающие нас предметы потому что световые волны, попадая на объекты, рассеиваются или отражаются.
Последние несколько лет ученые разрабатывали устройства, которые блокируют рассеяние света, управляя световыми или звуковыми волнами вокруг объекта. Недостатком такого подхода является необходимость в использовании сложных синтетических материалов, производство которых затруднено.
Группа исследователей во главе с инженером-электриком Хосе Санчес-Дееса из Политехнического института Валенсии в Испании пошла другим путем. Вместо сооружения преграды для звуковых волн они поместили объект (в данном случае 8-сантиметровый пластмассовый шар) в структуру из множества колец, которая препятствовала распространению звуковых волн.

Специальные алгоритмы позволили ученым создать вокруг шара структуру из 60 колец разных размеров. Компьютерное моделирование показало, что попадая в «клетку», звуковые волны уничтожают друг друга. Подобный фокус используют наушники с функцией шумоподавления.
Ввиду простой структуры пластиковая шапка-невидимка была распечатана на 3D-принтере. Предмет обнаруживался на всех частотах, за исключением 8,55 кГц. Впервые в истории ученым удалось замаскировать от звука трехмерный объект. Для Управления военно-морских исследований США, которое частично финансировало работу, звучит многообещающе.
Говорить о подводных лодках, невидимых для радиолокационных систем, пока рано, но технология уже сейчас может использоваться в других, не менее полезных целях. Например, для уменьшения шумовых загрязнений от перегруженных шоссе.