Создана первая акустическая суперлинза из метаматериала

Плоскую акустическую линзу, способную фокусировать ультразвук в пятно размером всего в половину длины волны, построили специалисты из Иллинойского университета (University of Illinois at Urbana-Champaign). Новое устройство может революционизировать звуковые системы отображения — от медицинских (УЗИ) до военных (подводные сонары), а также — привести к появлению акустических шапок-невидимок.

В перспективе звуковая суперлинза сможет скрывать объекты от сонаров (иллюстрация с сайта popsci.com).
В перспективе звуковая суперлинза сможет скрывать объекты от сонаров (иллюстрация с сайта popsci.com).

Напомним, до сих пор различного рода метаматериалы учёные создавали для воздействия на электромагнитные волны самых различных диапазонов, а те или иные супер- и даже гиперлинзы успешно "нарушали" лишь привычные законы оптики, а не акустики.

Но вот учёные из университета Иллинойса создали необычный метаматериал, воздействующий на ультразвук. Он представляет собой плоскость, покрытую огромным количеством микроскопических резонаторов Гельмгольца, заполненных водой – то есть крошечными полостями, сообщающимися с окружающей средой очень узкими "горлышками".

Вместе они создают метаматериал, обладающий для звука отрицательным коэффициентом преломления, и в этом он отличается от различного типа звуковых линз, созданных ранее.

Создатели новинки (слева направо): Николас Фанг (Nicholas X. Fang), лидер группы исследователей; Шу Чжан (Shu Zhang), она и держит ультразвуковую суперлинзу; и Лэйлэй Инь (Leilei Yin) (фото L. Brian Stauffer).
Создатели новинки (слева направо): Николас Фанг (Nicholas X. Fang), лидер группы исследователей; Шу Чжан (Shu Zhang), она и держит ультразвуковую суперлинзу; и Лэйлэй Инь (Leilei Yin) (фото L. Brian Stauffer).

Этот "объектив" успешно фокусировал звуковые волны с частотой 60,5 кГц (получаемые из точечного источника) в область вдвое меньше длины волны. Также исследователи показали, что данная система обладает различным фокусным расстоянием в зависимости от частоты звука.

В будущем эта технология поможет значительно поднять разрешение УЗИ, а значит — с помощью новой техники можно будет без проблем (поскольку ультразвук безопаснее для организма, нежели, скажем, рентген) находить, к примеру, крохотные опухоли.

Также звуковая суперлинза способна улучшить технологию неразрушающего контроля за состоянием зданий и мостов при помощи ультразвука, выявляя самые мелкие трещины, которые было невозможно обнаружить до сих пор. И ещё данная разработка – первый шаг на пути создания акустического камуфляжа для подводных лодок, утверждают экспериментаторы.

Они и сами ещё намерены двигаться в данном направлении. Впереди — преодоление дифракционного барьера для звуковых волн (в данной линзе он всё же не пройден) и получение звуковых изображений вместо простой фокусировки.

Суперлинза Фанга построена из алюминия (фото Nicholas Fang).
Суперлинза Фанга построена из алюминия (фото Nicholas Fang).

Детали работы изложены в статье в Physical Review Letters.


Коды для вставки в блог\форум




Интересные новости
Микропузырьки оказались удивительно эффективны в борьбе с ракомМикропузырьки оказались удивительно эффективны в борьбе с раком
Новый свиной грипп опасен и может вызвать еще одну пандемиюНовый свиной грипп опасен и может вызвать еще одну пандемию
Пентагон впервые разрешил SpaceX повторно использовать Falcon 9 после запуска военного спутникаПентагон впервые разрешил SpaceX повторно использовать Falcon 9 после запуска военного спутника
Зафиксирована самая длинная молния в мире протяженностью 700 кмЗафиксирована самая длинная молния в мире протяженностью 700 км
Физики из CERN открыли необычную частицуФизики из CERN открыли необычную частицу
Блок рекламы


Похожие новости

Составлена первая карта лунных камнепадовСоставлена первая карта лунных камнепадов
Видео: создана гидравлическая рука, разбивающая стены
Создана сверхмощная лазерная установка нового поколенияСоздана сверхмощная лазерная установка нового поколения
Первая частная японская ракета достигла космосаПервая частная японская ракета достигла космоса
Создана новая сверхпрочная искусственная кожаСоздана новая сверхпрочная искусственная кожа
Невероятная акустическая левитация: звук как способ управлять материейНевероятная акустическая левитация: звук как способ управлять материей
Получена первая фотография астероида Bennu
В Японии создана сеть роботизированных отелейВ Японии создана сеть роботизированных отелей
Первая в мире вращающаяся водная горкаПервая в мире вращающаяся водная горка
Первая в мире лазерная штурмовая винтовка сделана в КитаеПервая в мире лазерная штурмовая винтовка сделана в Китае
Последние новости

Подгружаем последние новости