Достижима абсолютная акустическая невидимость подводных лодок

Две независимые группы ученых продемонстрировали возможность изготовления специальных материалов, которые смогут полностью скрывать объекты от звуковых волн, изменяя направление их распространения. Такие метаматериалы позволят сделать подводные лодки невидимыми для гидролокаторов, а также могут применяться и в мирных целях, например, для улучшения акустики концертных залов.

В последние несколько лет физики теоретически доказали возможность создания материалов, которые могут делать объекты невидимыми для электромагнитного излучения, и даже в отдельных случаях изготовили такие невидимые покрытия. Ранее считалось, что создание трехмерного невидимого покрытия для звуковых волн невозможно, однако ученые из Америки и Гонконга продемонстрировали обратное.

Группа ученых под руководством Стивена Каммера (Steven Cummer) из университета Дьюка и группа д-ра Хуанянга Чена (Huanyang Chen) из Гонконгского университета науки и технологий независимо друг от друга на основе математических вычислений определили, какими должны быть плотность и сжимаемость сферической оболочки, которая будет скрывать объекты от звуковых волн.

Согласно выводам ученых, эти параметры должны варьироваться по всей толщине оболочки и быть различными для звуковых волн, распространяющихся в различных направлениях. Поскольку ни один из природных материалов такими свойствами не обладает, для изготовления оболочки должны использоваться метаматериалы.

Еще одна исследовательская группа под руководством Жозе Санчез-Дееса (Jose Sanchez-Dehesa) из политехнического университета Валенсии рассчитала, что для создания невидимого покрытия для звуковых волн могут использоваться матрицы из цилиндрических стержней. Ученые надеются, что, используя стержни с необходимыми упругими свойствами, и варьируя их диаметр и расстояние между ними, можно будет добиться невидимости в широком диапазоне звуковых волн.

В зависимости от акустических свойств материалов, которыми будут заполняться промежутки между стержнями, новый метаматериал может использоваться как в воде, так и в воздухе. В настоящее время ученые заняты поиском подходящего материала для изготовления стержней, сообщает PhysicsWorld.