Небольшие преграды, выстроенные на морском дне, полностью скроют плавающие под водой объекты от волн.
Искусственный штиль: Подводный камуфляж

Теоретическая идея, предложенная работающим в США физиком Мохаммадом-Резой Аламом (Mohammad-Reza Alam), наверняка пригодится для некоторых портов или морских платформ, где подобный подход поможет надежно защитить суда и инфраструктуру от внешних штормовых волн. Стоит сказать, что подход этот мало похож ставшие уже привычными решения для скрытия объектов от электромагнитных или сейсмических волн.

Как правило, для этого используют метаматериалы, структура которых устроена таким образом, что волны огибают объект и выходят с противоположной стороны ровно такими же, какими входили в скрытую зону. Структура такая обычно представляет собой сложно составленные концентрические стержни и кольца, с помощью которых ученые уже продемонстрировали «эффект невидимости» для электромагнитных волн разного диапазона.

Идея же Алама заключается в том, чтобы укрыть объекты в воде от идущих по поверхности волн, и исходит из совершенно иных принципов. Для начала ученый отметил, что толща океанской воды стратифицирована, разделена на два (нечетко разделенных) слоя: более холодная и плотная стремится ко дну, а теплая и легкая — ближе к поверхности. И подобно тому как волны возникают на границе разделения водной и воздушной сред, сходным образом они могут появляться и на границе этих слоев. Чтобы «нейтрализовать» идущие по поверхности волны, можно превратить их в волны «пограничные», которые пройдут ниже скрываемого объекта, а затем снова выйдут на поверхность.

Для этого ученый обратился к важнейшему различию между поверхностными и «пограничными» волнами. Заключается оно в том, что при равной частоте колебаний поверхностные более длинные и быстрые. Это позволяет передавать энергию от одних к другим, разместив под водой перед скрываемой областью определенные структуры, которые создадут условия для передачи энергии поверхностных волн к «пограничным» или обратно. Происходит это потому, что и те, и другие волны «чувствуют» морское дно, т. е. его ландшафт влияет на их прохождение. Для того, чтобы эффективно работать с волнами разных длин достаточно соорудить аналогичные структуры для всех подходящих вариантов. Подход этот после необходимых расчетов Мохаммад-Реза Алам апробировал в ходе компьютерного моделирования, показав, что он должен действовать и в реальных условиях.

Разумеется, реальное море и его динамика куда сложнее идеализированной модели, которую использовал ученый. К примеру, в нем не существует четкой стратификации слоев, плотность и температура меняются постепенно. Да и волны на поверхности не бывают строго определенной длины, обычно они представляют собой смесь различных волн. Однако все эти факторы, скорее всего, лишь снизят, но не полностью нивелируют возможности защиты, предложенные Аламом. А в большинстве случаев и такой несовершенной защиты должно быть достаточно.

По публикации ScienceNOW