Революция в звуке: учёные создали "аудио-анклавы", позволяющие слышать звук только в определённой точке
Представьте, что вы слушаете музыку или ведёте приватную беседу в многолюдном месте — и никто, кроме вас, этого не слышит. Без наушников, без каких-либо видимых устройств. Это больше не фантастика: учёные разработали новую технологию, которая позволяет создавать локализованные "пузырьки звука", слышимые только в заданной точке.
Как это возможно?
Направлять звук в конкретное место — задача не из лёгких. Звуковые волны распространяются в пространстве, особенно на низких частотах, из-за эффекта дифракции. Это затрудняет фокусировку звука в одной области. Хотя существуют специальные акустические системы, такие как параметрические массивные динамики, они могут направлять звук в узкий луч, но не ограничивают его распространение за пределами этого луча.
Учёные из Университета Пенсильвании и Ливерморской национальной лаборатории предложили решение: использование ультразвука и нелинейной акустики. Они разработали технологию "аудио-анклавов", в которой неслышимый ультразвук переносит слышимые частоты в определённую точку, делая их доступными только в этой зоне.
Как это работает?
Технология основана на использовании двух ультразвуковых лучей, имеющих слегка различающиеся частоты. Когда они пересекаются, возникает феномен разностной частоты, который приводит к появлению слышимого звука именно в месте их пересечения.
"Если два ультразвуковых луча, например, 40 кГц и 39,5 кГц, пересекаются, то они создают новую звуковую волну с частотой разницы между ними — 500 Гц, что находится в пределах слышимого диапазона человека", — объясняют авторы исследования. Таким образом, звук остаётся абсолютно неслышимым для всех, кто находится за пределами точки пересечения лучей.
Самонаправляющиеся ультразвуковые лучи
Дополнительно исследователи использовали акустические метаповерхности — специализированные материалы, способные управлять траекторией звуковых волн. Это позволило "изгибать" ультразвуковые лучи, направляя их вокруг препятствий и точно фокусируя в нужной точке, подобно тому, как линзы фокусируют свет.
"Обычно звуковые волны распространяются по прямой, пока не столкнутся с препятствием. Мы же научились управлять фазой ультразвуковых волн, создавая изогнутые звуковые траектории, которые огибают объекты и точно пересекаются в заданной точке", — отмечают исследователи.
Где можно применять эту технологию?
Применение "аудио-анклавов" открывает огромные перспективы. Вот лишь несколько возможных сценариев:
- Персонализированные аудиогиды в музеях, которые можно слушать без наушников.
- Автомобильные системы, где пассажиры могут слушать музыку, не мешая водителю.
- Безопасная связь в корпоративных и военных сферах, исключающая возможность подслушивания.
Какие сложности предстоит решить?
Несмотря на перспективность, технология пока далека от коммерческого внедрения. Основные проблемы — нелинейные искажения, влияющие на качество звука, а также высокая энергозатратность создания мощных ультразвуковых полей. Исследователи работают над их устранением, чтобы сделать технологию более эффективной и применимой в реальных условиях.
Заключение
Идея направленного звука без наушников выглядит революционной. Хотя технология "аудио-анклавов" пока находится в стадии разработки, она уже обещает изменить способы взаимодействия людей со звуком в будущем. Возможно, уже скоро мы сможем слушать музыку, не мешая окружающим, или общаться приватно в самых людных местах — просто благодаря направленному ультразвуку.
Читайте другие статьи из серии «Про звук, его свойства и характеристики».
■□■□■□■□■□■□■□
🤩 Risha Manis - музыкант, композитор, музыкальный педагог
Об авторе 👉 https://www.rishamanis.com/
Мои музыкальные курсы 👉 https://musatlas.ru/courses
Услуги 👉 https://musatlas.ru/uslugi
■□■□■□■□■□■□■□
Способы связи со мной:
Телеграм 👉 https://t.me/rishamanis_mus
ВК 👉 https://vk.com/rishamanismus
Рутуб 👉 https://rutube.ru/u/rishamanis/
Ютуб 👉 https://www.youtube.com/c/RishaManis
Почта 👉 rishamanis@yahoo.com
Сайт 👉 https://www.rishamanis.com/
■□■□■□■□■□■□■□
#ultrasound #soundtechnology #audio #acoustics #innovation #science #technews #futuretech #privacy #sounddesign