Что, если бы можно было слушать музыку без наушников и не мешать окружающим? Или вести конфиденциальный разговор на публике, который не могут услышать другие люди? Ученые из Университета штата Пенсильвания, США, нашли способ создания слышимых локализованных звуковых карманов, изолированных от окружающей среды. Другими словами, ученые создали технологию, которая может создавать звук именно там, где он должен быть. Возможность посылать звук, который становится слышимым только в определенном месте, может изменить как способы прослушивания музыки и другой аудиоинформации, а также общение между людьми.
Звук — это вибрация, которая распространяется по воздуху как волна. Эти волны создаются, когда объект движется вперед и назад, сжимая и разжимая молекулы воздуха. Частота этих вибраций определяет высоту звука. Низкие частоты соответствуют более глубоким звукам, таким как звук барабана, а высокие частоты соответствуют резким звукам, таким как свист.
Контролировать, куда идет звук, сложно из-за явления, известного как дифракция. Это способность звуковых волн распространяться в пространстве по мере движения. Этот эффект особенно силен для низкочастотных звуков из-за их более длинных волн, что делает практически невозможным ограничение звука определенной областью.
Некоторые аудиотехнологии могут создавать сфокусированные звуковые лучи, направленные в определенном направлении. Но эти технологии все равно будут издавать звук, который слышен на всем пути его перемещения через пространство. Ученые нашли новый способ передачи звука одному конкретному слушателю с помощью изгибающихся ультразвуковых лучей и концепции, известной как нелинейная акустика.
Ультразвук относится к звуковым волнам с частотами выше, чем может услышать человек или выше 20 кГц. Эти волны распространяются по воздуху, как обычные звуковые волны. Поскольку ультразвук может проникать сквозь многие материалы и взаимодействовать с объектами уникальным образом, его широко использует в медицине и других отраслях. Ученые использовали ультразвук в качестве носителя слышимого звука. Он может бесшумно переносить звук через пространство и его можно услышать только при желании.
Обычно звуковые волны объединяются линейно, то есть они просто пропорционально складываются в большую волну. Но, когда звуковые волны достаточно сильные, они могут взаимодействовать нелинейно, создавая новые частоты, которых раньше не было.
Ученые использовали два ультразвуковых луча на разных частотах, которые сами по себе совершенно бесшумны. Но когда они пересекаются в пространстве, нелинейные эффекты заставляют их создавать новую звуковую волну на частоте, которая будет не просто слышна, но ее можно услышать только в конкретном месте.
То есть звук можно услышать только там, где ультразвуковые лучи пересекаются. За пределами этого пересечения ультразвуковые волны остаются тихими. Это значит, что можно направлять звук в определенное место или человеку, не мешая другим людям во время распространения звука.
Ученые говорят, что их технологию можно использовать, например, в музеях или в библиотеках для передачи нужной информации, и этот звук не будет мешать другим людям. В автомобиле пассажиры смогут слушать музыку, не отвлекая водителя. Также технология будет полезная для проведения конфиденциальных разговоров в местах, где много людей.
Но эта технология имеет некоторые проблемы, например, преобразование ультразвука в слышимый звук требует высокоинтенсивных полей, которые могут быть энергоемкими при создании.
Подписывайтесь на наш Telegram-канал https://t.me/enewsmd Много интересного: инсайды, заявления, расследования. Много уникальной информации, которой нет у других.
