211service.com
Pirmasis akustinis superobjektyvas
Per pastaruosius kelerius metus mokslininkai sukūrė keletą medžiagų, kurios išlenkia šviesą taip, kad pažeidžia fizikos dėsnius, sukurdami vadinamuosius superlęšius, skirtus itin didelės raiškos optiniam vaizdavimui, taip pat nematomus apsiaustus. Dabar mokslininkai įrodė, kad tokius pačius vaizdus ir maskavimo įrenginius galima sukurti naudojant garsą, o ne šviesą. Naudodami pirmąją kada nors pagamintą akustinę metamedžiagą, mokslininkai sugebėjo sufokusuoti ultragarso bangas. Tai yra svarbus žingsnis kuriant didelės raiškos ultragarsinius vaizdus ir užmaskavimo įrenginius, galinčius paslėpti laivus nuo sonaro.
Fokusas : Pripildytos vandens, šios aliuminio plokštės skylės veikia kaip rezonansinės ertmės, galinčios sufokusuoti ultragarso bangas.
Akustiniai lęšiai gali būti pagaminti taip, kad sufokusuotų garsą taip, kaip mikroskopo objektyvas sufokusuoja šviesą. Tačiau fizikų gebėjimą dirbti su abiejų tipų bangomis riboja sklaidos efektai, vadinami difrakcija. Naudojant įprastus lęšius, neįmanoma sufokusuoti šviesos ar garso bangų į tašką, mažesnį nei pusė šviesos bangos ilgio. Norėdami apeiti šiuos apribojimus, objektyvas turi lūžti arba tiesiogine prasme sulenkti šviesą atgal. Nė viena natūraliai atsirandanti medžiaga neturi neigiamo lūžio rodiklio, tačiau kai kurios medžiagos, kruopščiai sukurtos laboratorijoje, vadinamos metamedžiagomis, turi. Tie patys įrankiai, naudojami gaminant medžiagas, kurios gali sufokusuoti šviesos ar garso bangas, viršijančias difrakcijos ribą ir leidžiančios gauti didelės raiškos vaizdą, taip pat gali būti naudojamos medžiagoms, kurios pasiekia priešingą rezultatą, užmaskuojant objektą nukreipiant aplink jį šviesą ar garsą.
Teoretikai jau keletą metų dirba su medžiagomis, kurios sulenkia garso bangas atgal. Tokią metamedžiagą dabar sukūrė Nikolajus Fangas , Ilinojaus universiteto Urbana-Champaign mechanikos mokslų ir inžinerijos docentas. Jo grupės garso fokusavimo įtaisas yra aliuminio masyvas iš siauro kaklo rezonansinių ertmių, kurių matmenys yra suderinti taip, kad jie sąveikautų su ultragarso bangomis. Ertmės užpildytos vandeniu. Fangas juos lygina su pučiamųjų instrumentų rinkiniu, pavyzdžiui, vargonų vamzdžiais. Kai ultragarso bangos juda per masyvą, ertmės rezonuoja taip, kad garsas būtų sufokusuotas. Ertmės veikia kartu, kad laužytų garsą, sako Fang.
Tai didelis žingsnis į priekį akustinėms metamedžiagoms, sako Stevenas Cummeris , Duke universiteto elektros ir kompiuterių inžinerijos docentas. Cummer dalyvavo kuriant pirmąjį optinį maskavimo įrenginį. Jis sako, kad tai geras eksperimentinis patvirtinimas, kad elektromagnetikos idėjas galima išplėsti ir akustikoje. Išsiaiškinti gerą būdą tai padaryti eksperimentiškai nebuvo lengva.
Ultragarso sistema, aprašyta žurnale Fizinės apžvalgos laiškai , dar neviršijo difrakcijos ribos. Tačiau mokslininkai tikisi, kad Fang greitai jį įveiks. Esu tikras, kad ilgai laukti neteks, sako Džonas Pendris , Londono imperatoriškojo koledžo teorinės kietojo kūno fizikos profesorius, sukūręs medžiagas, kurias kunigaikščio tyrinėtojai naudojo gamindami pirmąjį nematomumo apsiaustą.
Yra daug svarbių programų, kurios laukia sėkmingo subbangos ilgio akustinio fokusavimo įrenginio, sako Pendry. Tikėtina, kad pirmasis akustinių metamedžiagų panaudojimas bus didelės raiškos klinikiniame ultragarsiniame vaizde, sako Fang. Nesiurbdami į audinį daugiau energijos, galite pateikti ryškesnį vaizdą. Tačiau jis pažymi, kad programos yra išeitis. Sufokusavome, bet dar nedarome vaizdo, sako Fang.