Команда исследователей, состоящая из китайских и американских ученых, представила на суд универсальное акустическое устройство, позволяющее управлять фазой, амплитудой и направление акустической волны. Новое устройство получило название ротатора акустического поля. Интересно, что реализовать возможности контроля этих параметров акустической волны, ученым удалось лишь с помощью специально разработанного метаматериала, имеющего сложную структуру и определенную форм у поверхности.
Данные характеристики наделяют материал свойствами, которых нет у практически аналогичных материалов естественного происхождения. Как рассказывает руководитель команды разработчиков Джиэн-чун Чен, профессор Наньцзинского университета, новое устройство можно считать своего рода акустическим плащом-невидимкой из-за его способности заставлять акустические волны огибать объект, скрывая его от акустического зондирования.
«Те ученые, которые проводили многочисленные исследовательские работы в области создания технологий невидимости, давно применяют материалы различных типов, позволяющие управлять процессами распространения колебаний» — сообщает Джиэн-чун Чен.
Создание нового ротатора, очередной шаг на пути к развитию технологий современной медицины, звуковой техники и прочего. И если до этого изобретения, уже были созданы ротаторы, позволяющие закручивать потоки света, электромагнитные волны и колебания, которые происходят в объеме жидкостей, то теперь этот список пополнится еще одним членом. Довольно забавно, но при разработке метаматериала для ротатора, ученые сами не ожидали, что он будет соответствовать всем расчетным свойствам.
Схема построение ротатора используя метаматериалы
Несмотря на то, что область применения нового устройства не ограничивается медицинской, она все же остается основной. Именно область медицинского ультразвукового зондирования требует максимального уровня контроля над излучаемыми ультразвуковыми волнами. В данном случае, использование «завихренных» звуковых волн поможет медикам на более высоком уровне исследовать и диагностировать заболевания и внутренние повреждения, при этом, не используя хирургическое вмешательство.
Схема преломления и отражения звуковой волны
И все же, даже если учитывать относительно прорывное исследование китайско-американской команды исследователей, устройство на данный момент является одним из самых примитивных видов акустического устройства, обладающего всего одно функцией. Но уже сейчас можно смело говорить о том, что пройдет не много лет и будут разработан целый ряд устройств с расширенным функционалом. А пока что, ротатор акустического поля является лишь первым шагом на пути к созданию сложных и эффективных акустических систем, которые окончательно подчинят себе звук
Так контролируют любые звуковые волны или пока только ультразвук?