Новый метаматериал обещает сделать предметы полностью «невидимыми» для акустических волн.
Центр молчания: Совершенно ничего не слышно
Круговые структуры вокруг «молчащего центра»: вверху – расчетная схема, внизу – прототип на одном из этапов доработки

Новые метаматериалы со сложной микроструктурой могут обладать совершенно фантастическими свойствами. Некоторые из них способны искажать траекторию движения излучения так, что укрытый за такой преградой предмет делается попросту невидимым. И если подобные «плащи-невидимки» пока находятся лишь на этапах теоретических расчетов и первых попыток практического воплощения, то это ненадолго.

Тем более что те же принципы работы с метаматериалами применимы и для других видов волн, не только электромагнитных, но и, например, звуковых. Этим решили воспользоваться немецкие исследователи, продемонстрировали структуру, которая делает все, укрытое за ней, абсолютно неслышимым. Нечто вроде «плаща-неслышимки».

Упрощенно говоря, определенные наноразмерные структуры метаматериалов позволяют контролируемым образом менять локальную скорость распространения волн по ним. В данном случае использовалась комбинация мягкого и твердого пластиков, организованных в такую плоскую структуру с круговыми элементами, что вибрации акустической частоты неспособны ни войти в пределы этой структуры, ни покинуть ее. При этом они не поглощаются и не отражаются ей, они ее огибают и продолжают движение так, как будто ее и вовсе не существовало.

Чтобы понятно объяснить принцип работы своего прототипа, немецкие ученые прибегают к такой аналогии. Представьте себе город, примерно круглый на плане, жители которого невероятно страдают от непрерывного шума автомобилей, заполняющих центральные районы. Автомобили едут с одного конца города на противоположный через центр, сбиваясь в плотные и шумные потоки. Тогда городские власти решают ввести предел скорости, на которой могут двигаться машины, направляющиеся к центру: чем ближе к нему они подъезжают, тем медленнее должны ехать. Кроме того, в городе возводятся кольцевые дороги, движение по которым может осуществляться с обычной скоростью.

Эффект от этих мер получается такой, что приближающиеся к центру автомобили уходят на одну из кольцевых дорог, двигаются по ней и съезжают уже практически в месте назначения. Центр полностью от них очищается — для автомобильного трафика его как бы и нет. Аналогичным образом позволяет манипулировать скоростью распространения акустической волны и микроструктура, предложенная авторами.

По пресс-релизу Karlsruhe Institute of Technology