Акустическая линза из банок кока-колы преодолела предел дифракции

Ученым удалось сфокусировать звуковую волну с точностью, превышающей дифракционный предел, используя банки из-под кока-колы.

Дифракционный предел проявляется в том, что волны (как света, так и звука) нельзя сфокусировать с точностью, превышающей половину длины волны. Но это не абсолютный запрет, в оптике при помощи различных ухищрений его удается преодолеть. Сейчас ученым удалось перейти этот предел, используя звуковые волны и груду пустых банок.

Используя акустическую линзу из банок, ученые преодолели дифракционный предел.

Эксперимент происходил следующим образом. Звук из расположенных по кольцу динамиков подавался на акустическую "линзу" - квадратный набор банок (7×7). Звуковые волны проходили в банки и те начинали резонировать (резонатором служит как каждая отдельная банка, так и вся их совокупность в целом). Большинство резонирующих волн выходило из отверстий банок. Размер отверстий существенно меньше длин звуковых волн (они порядка метров и десятков сантиметров) и картина исходящих волн в итоге напоминала особый тип волн - исчезающих (эванесцентных), которые используются для преодоления дифракционного предела и в случае электромагнитных волн (например, в новейших микроскопах).

Чтобы сфокусировать звук над одной из точек массива банок ученые применили специальный "трюк". Они записали звук над выбранной банкой и затем проигрывали его через динамики задом наперед. При этом, благодаря взаимодействию волн и резонансных характеристик системы, волна затухала везде, кроме как над выбранной банкой (размер которой существенно меньше длины волны). В итоге зона фокуса равнялась 1/25-й части длины волны.

Статья с описанием этого эксперимента была опубликована в Physical Review Letters. Исследование возглавлял французский физик Жоффруа Лерозе (Geoffroy Lerosey). Ему не только удалось впервые сфокусировать звуковые волны за пределом дифракционного ограничения и достаточно далеко от самого источника звука, но и обойтись для этого таким простым материалом, как банки от прохладительных напитков.

Читайте на CNews
Остановится ли Гольфстрим? Страхи проверяются временем
«Аксистем» объединил CRM и ERP в одном решении
СМБ-компании смогут начать бизнес в интернете без начальных вложений