新系統讓聲吶失效潛艇“隱身”

   據瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）官網近日消息，該校研究人員領導的國際團隊開發出一種使聲波無失真地穿過無序媒介的系統，可用于消除從潛艇等物體上彈回的聲波，使聲吶無法檢測到它們，從而讓潛艇等“隱身”。

　　大多數天然材料都擁有無序的原子結構，這種結構會干擾聲波和電磁波的傳播。當波與這些材料接觸時，會向四周反彈并擴散開來，而且波的能量會逐漸消散，強度也漸次減弱。這也意味著，要利用波技術讓數據或能量無損地通過這些波散射媒介，幾乎是不可能的。比如，智能手機的地理定位功能在建筑內部會受到影響，因為在其間，無線電波會向所有方向散射。在生物醫學成像和地質調查等領域，讓波穿過高度無序的媒介也至關重要。

　　此次，EPFL工程學院的兩個實驗室與奧地利維也納技術大學、希臘克里特大學的研究人員合作開發出一種系統，可使聲波無失真地穿過這些媒介。該系統采用微型揚聲器作為聲學中繼器抵消波散射，并已成功在真實的聲學系統上進行了測試。

　　研究人員解釋，微型揚聲器可被控制用于聲波的增強、減弱或者相位移動，這使其可以抵消聲波碰到障礙物時發生的散射，并在無序媒介的另一端重現原始聲音。

　　研究人員發表在最新一期《自然·物理》雜志上的論文稱，他們在實驗中構造了一個長約3.5米、充滿空氣的管子，并在其中放置各種障礙物，例如墻、多孔材料等，制造出聲波無法通過的、高度無序的媒介。然后，他們將微型揚聲器放置在障礙物之間，并安裝電子控制設備來調整揚聲器的聲學特性。

　　這種有源聲學控制方法有望應用于包含普通環境頻率的聲音，也可以用于消除從潛艇等物體上彈回的聲波，使聲吶無法檢測到它們。而且，新研究背后的理論同樣適用于光波或無線電波，因此能使物體“隱身”，或讓人能透過不透明材料拍攝圖像。