«Колпак неслышимости»
Фото: Duke University

Фото: Duke University

Ученые из США разработали конструкцию, «скрывающую» предметы от сонаров

Американские ученые продемонстрировали прототип акустического камуфляжа. Конструкция из простейших материалов и любой помещенный в нее предмет становятся «невидимыми» для сонаров и тонких ценителей хорошей акустики. Описание эксперимента опубликовано в журнале Nature Materials.

В сказках народов мира часто присутствует предмет — шапка, плащ, кольцо, — чудесным образом дающий обладателю невидимость. В середине XX века писатели-фантасты принялись рационализировать этот образ. Так появилась концепция «поля невидимости», остающаяся пока недостижимой мечтой для ученых и военных. Камуфляж, который бы не просто уподоблял военную технику ее окружению, но позволял бы стороннему наблюдателю по-настоящему видеть сквозь нее, сегодня существует только в виде нескольких теоретических построений.

Одними из перспективных направлений в поисках «подлинной» невидимости являются метаматериалы — традиционные в химическом смысле, но обладающие особыми свойствами благодаря точно подобранной периодической структуре. Человек видит окружающие объекты благодаря тому, как они отражают или поглощают световые волны. В теории можно создать композитное покрытие или колпак, который бы заставлял свет себя огибать, не меняя при этом параметры волны.

С помощью подобных конструкций ученые уже научились скрывать предметы от некоторых диапазонов электромагнитного излучения, например, радиоволн и микроволн. С волнами видимого спектра такого же результата достичь пока не удалось, зато в конце 2013 года инженеры смогли повторить трюк с акустическими волнами.

Ученые из Университета Дьюка (Северная Каролина, США) симулировали на компьютере, а затем изготовили и успешно испытали колпак «неслышимости». Помещенный в него предмет, равно как и сама конструкция, были совершенно незаметны с точки зрения акустики: звуковые волны от внешних источников проходили «сквозь» них, не меняя длины, фазы или направления движения. Согласно показаниям сонара, место, где была установлена экспериментальная конструкция, пустовало и представляло собой плоскую поверхность.

Колпак представляет собой четырехугольную пирамиду из расположенных «елочкой» нескольких слоев обычного пластика. Отверстия в поверхностях конструкции складываются в повторяющийся узор — суть эксперимента и львиную долю потраченного на него времени как раз и составило вычисление этого «узора».

«Построенная структура может показаться очень простой, но я заверяю вас: она намного сложнее и интересней, чем выглядит. Мы вложили много сил в расчеты взаимодействия звуковых волн с ней — мы не за одну ночь это придумали», — поясняет один из авторов исследования Стивен Каммер в комментарии порталу Phys.org.

Колпак не препятствует звуковым волнам, попадающим в него с любой стороны и под любым углом. По сути, это полноценный трехмерный акустический камуфляж. В отдаленной перспективе исследователи видят два основных применения своей разработке. Первое из них — это маскировка подводных лодок от сонаров, поскольку в воде звуковые волны подчиняются тем же законам, что и в воздухе.

Второе применение — в архитектуре. «В аудитории или концертном зале — в любом месте, где важно контролировать акустику, необходимая из конструкционных соображений балка или колонна может испортить звук. Но, возможно, акустику удастся исправить, „скрыв“ эту балку», — предполагает Каммер.

Хартия сетевых вольностей Далее в рубрике Хартия сетевых вольностейСоздатель интернета Тим Бернерс-Ли предложил учредить конституцию глобальной сети, которой 12 марта исполнилось 25 лет

Комментарии

12 марта 2014, 23:08
Революция в строительстве театров и концертных залов это хорошо,а вот новые военные разработки -не очень. Хотя прогресс есть прогресс ,история показывает ,что несовместимые ранее научные достижения могут сплестись в новое открытие,которое толкает мир на поколения вперед,так что удачи ученым в их разработках.
13 марта 2014, 12:00
Ловушку для летучих мышей можно сделать)
13 марта 2014, 13:26
Один вопрос - зачем))
Авторизуйтесь чтобы оставлять комментарии.
Интересное в интернете
Дискуссии без купюр.
Читайте «Русскую планету» в социальных сетях и участвуйте в обсуждениях
Каждую пятницу мы будем присылать вам сборник самых важных
и интересных материалов за неделю. Это того стоит.
Закрыть окно Вы успешно подписались на еженедельную рассылку лучших статей. Спасибо!
Станьте нашим читателем,
сделайте жизнь интереснее!
Помимо актуальной повестки дня, мы также публикуем:
аналитику, обзоры, интервью, исторические исследования.
личный кабинет
Спасибо, я уже читаю «Русскую Планету»