Los dispositivos de ocultación juegan un papel fundamental en muchos programas de televisión de ciencia ficción. Los científicos ahora están trabajando para sacar esta tecnología del reino dramático de la ciencia ficción y hacerla realidad. Amanda D. Hanford, de la Universidad Estatal de Pensilvania, está tomando la introducción.pasos para hacer capas acústicas de tierra. Estos materiales redirigen las ondas que se aproximan alrededor de un objeto sin dispersar la energía de la onda, ocultando el objeto de las ondas de sonido.
Durante la 175ª Reunión de la Sociedad Acústica de América, que se celebrará del 7 al 11 de mayo de 2018 en Minneapolis, Minnesota, Hanford describirá la física detrás de un escudo acústico subacuático diseñado en su laboratorio.
Hanford y su equipo se propusieron diseñar un metamaterial que permita que las ondas de sonido se doblen alrededor del objeto como si no estuviera allí. Los metamateriales comúnmente exhiben propiedades extraordinarias que no se encuentran en la naturaleza, como la densidad negativa. Para trabajar, la célula unitaria- el componente más pequeño del metamaterial - debe ser más pequeño que la longitud de onda acústica en el estudio.
"Estos materiales suenan como un concepto totalmente abstracto, pero las matemáticas nos muestran que estas propiedades son posibles", dijo Hanford. "Entonces, estamos trabajando para abrir las compuertas para ver qué podemos crear con estos materiales".
Hasta la fecha, la mayoría de los metamateriales acústicos se han diseñado para desviar las ondas sonoras en el aire. Hanford decidió llevar este trabajo un paso más allá y aceptar el desafío científico de intentar la misma hazaña bajo el agua. El encubrimiento acústico bajo el agua es más complicado porque el agua es más densa ymenos compresible que el aire. Estos factores limitan las opciones de ingeniería.
Después de múltiples intentos, el equipo diseñó una pirámide de 3 pies de alto con placas de acero perforadas. Luego colocaron la estructura en el piso de un gran tanque de investigación submarino. Dentro del tanque, una fuente de hidrófono produjo ondas acústicas entre 7,000 Hzy 12,000 Hz, y varios receptores de hidrófonos alrededor del tanque monitorearon las ondas acústicas reflejadas.
La onda reflejada desde el metamaterial coincidía con la fase de la onda reflejada desde la superficie. Además, la amplitud de la onda reflejada del objeto envuelto disminuyó ligeramente. Estos resultados demuestran que este material podría hacer que un objeto parezca invisible para instrumentos submarinos comosonar.
Usando la transformación de coordenadas lineales, los investigadores pudieron mapear la superficie plana del fondo del tanque y determinaron que el espacio estaba comprimido en dos regiones de ocultación triangulares que consisten en el metamaterial diseñado.
Estos resultados muestran el potencial de contribuir a aplicaciones del mundo real, como materiales acústicos para amortiguar el sonido y parecer invisible bajo el agua.
Los investigadores de la Universidad de Penn State, Dean E. Capone, Ph.D., y Benjamen S. Beck, Ph.D., junto con el ex estudiante de posgrado de Hanford Peter Kerrian, Ph.D., también contribuyeron a este proyecto.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Sociedad Acústica de América . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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