Что такое звуковая невидимость: новый способ заставить предметы «исчезать»

Звуковые волны не всегда попадают в наши уши напрямую — они также могут отражаться от других объектов и элементов пространства, в котором мы находимся. Именно поэтому прослушивание живой оркестровой музыки в огромном соборе и в маленьком музыкальном клубе – это совсем разные вещи.

Новый метод работает с использованием внешнего кольца микрофонов (применяемых в качестве звуковых датчиков) и внутреннего кольца динамиков (выступающих в качестве источников звука). Анализируя звуковые волны, улавливаемые микрофонами, компьютер предписывает динамикам мгновенно отрегулировать акустическое поле, чтобы оно вело себя так, как будто скрываемого объекта там не было вовсе.

Вверху: диаграмма, показывающая, как маскировка эффективно скрывает отражения звуковых волн, в то время как голография создает акустические иллюзии, которых в действительности не существует.

«Данная технология открывает ранее недоступные направления исследований и облегчает практическое применение многих родственных ей систем», — поясняют исследователи в своей статье.

Идея акустического сокрытия объектов сама по себе не нова — она ​уже была опробована с так называемыми метаматериалами, предназначенными для поглощения всех звуковых волн, когда они достигают поверхности. Однако это пассивный, довольно негибкий подход, который работает только в ограниченном диапазоне частот.

Благодаря новому методу, который работает в режиме реального времени, процесс «исчезновения» объектов становится более универсальным. Он может даже работать наоборот: звук будет создавать впечатление, будто несуществующий объект находится в помещении (по сути, это аудио-голограмма).

Пока что исследователям удалось заставить свою систему работать с 2D-объектами размером до 12 сантиметров. По мере дальнейшего изучения команда ожидает, что сможет расширить методы до работы и с 3D-объектами, которые могут быть намного больше по размеру. Более того, система уже доказала свою способность функционировать широком диапазоне частот.

«Наше оборудование позволяет нам управлять акустическим полем в частотном диапазоне более трех с половиной октав», — говорит геофизик Йохан Робертссон из ETH Zurich в Швейцарии.

Эта технология потенциально может найти хорошее применение в любой области, где регистрируются и анализируются звуковые волны, что охватывает целый ряд научных приложений, таких как, к примеру, исследование подземных сооружений.