Исследователи создали «мета-зеркало», отражающее звуковые волны в любом направлении

Исследователи из Университета Дьюка (США) и Аалто (Финляндия) представили «мета-зеркало», которое без проблем способно отражать звуковые волны в любом направлении.

Мета-зеркало, отражающее звуковые волны в любом направлении

Ученые в области электротехники и компьютерной техники Университета Дюка отмечают, что при контакте с обычным зеркалом свет следует закону отражения, то есть он должен отбиваться от поверхности под тем же углом, под которым попал. Такие же принципы, по сообщениям исследователей, применимы и к звуку. Однако, ученым стало интересно, может ли волна быть направлена в другом направлении.

Ученые работают с метаматериалами

Для нарушения закона отражения исследователи поставили цель разработать устройство, которое могло бы точно контролировать амплитуду и скорость по всей длине волны. Ученые начали работать с метаматериалами, искусственными материалами, которые манипулируют волнами через их структуру, а не через химический состав, в частности речь идет о свете и звуке.

Так, если конкретный метаматериал, разработанный исследователями, сделан из пластика, то важными представляются не свойства пластика, а форма его характеристик, которые позволят устремлять звуковые волны в любом направлении. Поверхность метаматериала имеет сходство с самой волной, c серией каналов различной глубины. Эти глубины спроектированы для точного контроля скорости, с которой звуковая волна отражается от различных точек мета-зеркала, волнообразное позиционирование точек управляет амплитудой звуковой волны.

Как только звуковая волна попадает в мета-зеркало, она отражается от его изогнутых поверхностей и «мешает cамой себе». Между формой мета-зеркала и глубиной его каналов эта интерференционная картина приводит к отражению звуковой волны в необходимом направлении без поглощения или рассеивания ее энергии в нежелательном направлении.