อุปกรณ์ปิดบังซึ่งเป็นวัตถุดิบหลักของนิยายวิทยาศาสตร์ (คิดว่า Harry Potter) กำลังใกล้ชิดกับความเป็นจริงมากขึ้น นักวิจัยที่ Duke University ได้สร้างโครงสร้างที่จะซ่อนอะไรก็ได้จาก Sonar - อย่างน้อยก็ในอากาศ
ทำจากแผ่นพลาสติกที่มีรูพรุนเสื้อคลุมรูปปิรามิดเปลี่ยนรูปร่างและความเร็วของคลื่นเสียงขณะที่พวกเขาตีมัน การเปลี่ยนแปลงเหล่านั้นทำให้คลื่นเสียงปรากฏขึ้นเพื่อสะท้อนพื้นผิวที่ปิรามิดยืนอยู่ราวกับว่ามันไม่ได้อยู่ที่นั่น
ในการสร้างเสื้อคลุม, Lucian Zigoneanu, Bogdan-Ioan Popa และ Steven Cummer เป็นแบบอย่างที่คลื่นเสียงทำหน้าที่บนคอมพิวเตอร์ พวกเขาลองรูปทรงจำลองหลายรูปแบบและในที่สุดก็มาพร้อมกับการออกแบบปิรามิดทำด้วยแผ่นที่มีรูอยู่ในนั้น -ดูวิดีโอของอุปกรณ์การปิดเสียงที่ใช้งานได้-
หลุมเป็นกุญแจสำคัญ
เพื่อทดสอบความคิดของพวกเขาพวกเขาวางทรงกลมไว้ในปิรามิดจากนั้นวางทั้งสองไว้ในห้องที่ว่างเปล่าส่วนใหญ่ด้วยเครื่องกำเนิดเสียงและไมโครโฟน เครื่องกำเนิดเสียงทำให้ "ping" ที่จะตีออกจากปิรามิด ไมโครโฟนตัวเดียวบนอุปกรณ์ที่มีลักษณะคล้ายโครงสำหรับตั้งอยู่ในตำแหน่งที่แตกต่างกันหลายร้อยตำแหน่ง
หลุมจะต้องมีขนาดที่เหมาะสมอย่างแน่นอนปรับตามความยาวคลื่นของเสียงที่กระทบพวกเขา หากไม่มีหลุมคลื่นเสียงก็จะกระเด้งออกมาและเปิดเผยการปรากฏตัวของปิรามิด กับพวกเขาคลื่นเสียงบางอย่างช้าลง คลื่นที่ช้ากว่านั้นตามเส้นทางที่ยาวขึ้นกลับไปที่เครื่องตรวจจับเช่นเดียวกับที่พวกเขาจะถ้าปิรามิดไม่ได้อยู่ที่นั่น รูปร่างของคลื่นที่สะท้อนดูดูเหมือนว่าถ้ามันกระแทกพื้นผิวเรียบหลอกโซนาร์ใด ๆ ในการคิดเสื้อคลุมและสิ่งใดก็ตามที่ไม่มีอยู่
เมื่ออุปกรณ์โซนาร์ส่ง "ping" หรือค้างคาวหรือปลาโลมาใช้ echolocationพวกเขาใช้เวลาในการดูว่าจะได้นานแค่ไหนก่อนที่มันจะสะท้อนกลับ เพียงแค่ดูดซับเสียงจะไม่ทำงานด้วยเหตุผลเดียวกันที่ดูดซับทั้งหมดความยาวคลื่นเบาจะไม่ - แทนที่จะเป็นวัตถุที่มองไม่เห็นคุณจะมีรูปร่างสีดำ
"ในปัญหาการปิดบัง [] คุณไม่สามารถสะท้อนเสียงในทิศทางที่แตกต่างกันและคุณไม่สามารถดูดซับได้เพราะมันทำให้เงา" คัมเมอร์บอกกับวิทยาศาสตร์สด
ความจริงนั้นทำให้เสื้อคลุมมีเล่ห์เหลี่ยมในการออกแบบ: คลื่นของเสียงหรือแสงต้องกลับมาที่อุปกรณ์ตรวจจับไม่ว่าจะเป็นไมโครโฟนโซนาร์ลูกตามนุษย์หรือเรดาร์ - ด้วยรูปร่างและความถี่เท่ากันพวกเขาจะไม่มีวัตถุในทาง
ขั้นตอนต่อไปสำหรับเสื้อคลุมโซนาร์
คัมเมอร์ตั้งข้อสังเกตว่ายังมีวิธีที่จะไปก่อนที่เทคโนโลยีนี้จะพร้อมเพื่อปกป้องเรือดำน้ำ-
“ นักเตะตัวจริงในการพยายามเปลี่ยนไปใช้น้ำคือมีความแตกต่างอย่างมากในวัสดุ” เขากล่าว "ด้วยอากาศและพลังงานที่เป็นของแข็งไม่มีพลังงานคลื่นเสียงเข้ามาในของแข็ง"
ซึ่งแตกต่างจากอากาศน้ำมีความหนาแน่นสูงจนการสั่นสะเทือนเข้าไปในเสื้อคลุมตัวเองและวัตถุที่คุณต้องการซ่อน ความหนาแน่นของน้ำก็แตกต่างกันมากขึ้นดังนั้นคลื่นจึงทำงานแตกต่างกันและจำเป็นต้องมีชุดการคำนวณที่เกี่ยวข้องมากขึ้น นอกจากนี้วัตถุที่เคลื่อนไหวจะเพิ่มความซับซ้อนอีกชั้นหนึ่งให้กับการออกแบบเนื่องจากมุมที่คลื่นเสียงมาจากการเปลี่ยนแปลง
ที่กล่าวว่ามีพื้นที่อื่น ๆ ที่เสื้อคลุมเสียงอาจพิสูจน์ได้ว่ามีประโยชน์ การออกแบบหอประชุมเป็นหนึ่งเดียวและการแก้ปัญหาการฉายเสียงดังพอสำหรับผู้คนในที่นั่งราคาถูกที่จะได้ยินในขณะที่หลีกเลี่ยงเสียงสะท้อนที่ไม่พึงประสงค์ การปิดโครงสร้างบางอย่างอาจช่วยแก้ปัญหาเหล่านั้นได้
คัมเมอร์ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์เริ่มต้นอาชีพทางวิทยาศาสตร์ของเขาในการตรวจสอบคลื่นแสง แต่ในไม่ช้าก็แยกออกเป็นการตรวจสอบเสียงเช่นกัน “ คลื่นเป็นคลื่น” เขากล่าว
ด้วยการวิจัยบรรทัดนี้เขาต้องการแสดงให้เห็นว่าการใช้การออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยและการใช้คณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนอาจทำให้สามารถสร้างเสื้อคลุมได้โดยไม่มีวัสดุแปลกใหม่ “ เราต้องการแสดงให้เห็นอย่างกว้างขวางมากขึ้นว่าวิธีการที่ใช้การเปลี่ยนแปลงสามารถทำได้ด้วยสิ่งที่ออกแบบมาอย่างดีไม่ยากที่จะทำ” เขากล่าว
เสื้อคลุมเสียงมีรายละเอียดในวารสาร Nature Materials ฉบับวันที่ 9 มีนาคม
ติดตามLiveScience บน Twitter@livescience, Facebook& Google+ บทความต้นฉบับเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์สด-
