Объединенная группа ученых из Швейцарской высшей технической школы Цюриха и Эдинбургского университета разработала новую концепцию акустической иллюзии. По утверждению исследователей, в ходе экспериментов они научились с помощью звука прятать объекты и создавать несуществующие.
Для звука свойственны различные явления. Если он достигает границы раздела сред (например, воздух и стена), то часть его отражается, другая часть – поглощается стеной. А звук, дошедший до края границы с другой стороны, считается прошедшим. Поэтому мы слышим звуки, доносящиеся из других комнат в доме. Гладкие поверхности служат очень хорошими отражателями. А препятствия в виде, к примеру, поролона, бархата, ковролина, ваты и прочие поглощают его.
На практике акустическая иллюзия реализовывается в крупных масштабах. Чтобы повлиять на характер звука в тех или иных условиях, используют метод структурирования поверхностей при помощи метаматериалов. Например, поверхность объекта покрывают так, чтобы он перестал отражать звуковые волны. Но данный способ эффективен лишь для определенного частотного диапазона.
Для получения особых акустических эффектов ученые создали испытательный стенд с иммерсивными волнами. Они позволяют имитировать наличие объектов размером около 12 см или же «прятать» подобные предметы. Главный объект окружили громкоговорителями, которые служили источниками управления, а внешнее кольцо состояло из датчиков управления – микрофонов.
Отправляя акустические сигналы из исходного внешнего поля, исследователи контролировали, какие из них достигают цели. Затем компьютер производил вычисления вторичных звуков, которые должны издавать громкоговорители, чтобы увеличить акустическое поле.
Таким образом, чтобы создать имитацию объекта, источники управления должны увеличить изначальное акустическое поле. А для маскировки – излучить сигнал, который сможет уничтожить звуковые волны, отраженные от целевого объекта. По словам одного из участников исследовательской работы, оборудование на данный момент позволяет руководить акустическим полем в диапазоне более 3,5 октав.
Метод работает в двух измерениях на поверхности, но ученые уверяют, что подобные иллюзии возможны и под водой. Они имеют высокий потенциал применения в архитектуре, образовании, технологиях связи и других сферах.