В мире
Лента новостей
Лента новостей
Сегодня
Политика
Общество
Бизнес
Культура
Сделано Русскими
Личные связи
О проекте
Редакция
Контакты
Размещение рекламы
Использование материалов
Запрещенные организации
Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ № ФС 77 – 65733 выдано Роскомнадзором 20.05.2016.
Новости В мире
Русская планета
В мире

«Колпак неслышимости»

Ученые из США разработали конструкцию, «скрывающую» предметы от сонаров
Артем Асташенков
12 марта, 2014 17:38
4 мин
Фото: Duke University
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.
темы
4 мин