Представьте себе, что вы наслаждаетесь музыкой или подкастом без наушников, и при этом никто вокруг не слышит ни звука. Или ведёте приватный разговор в многолюдном месте, но лишь запланированный собеседник может уловить ваш голос. Учёные из Университета Пенсильвании и Ливерморской национальной лаборатории разработали инновационную технологию под названием "аудио-анклавы", которая позволяет создавать локализованные карманы звука, изолированные от окружающей среды. Это стало возможным благодаря использованию ультразвука и нелинейной акустики, которые «переносят» слышимые звуковые колебания в определённую точку, не распространяя их в пространстве.
Основной сложностью при направлении звука в заданное место является его дифракция — эффект, при котором звуковые волны рассеиваются при движении по пространству, особенно на низких частотах. 📡 Современные устройства, такие как параметрические акустические излучатели, способны концентрировать звук в определённых направлениях, однако они не исключают утечку сигнала. Исследователи нашли решение этой проблемы, применив ультразвуковые волны с частотой 20 кГц и выше, которые остаются неслышными для человеческого уха. При наложении двух ультразвуковых лучей с незначительно различающимися частотами в точке их пересечения возникает слышимый звук, формирующийся исключительно там, где пересекаются волны. Например, если один луч имеет частоту 40 кГц, а другой — 39,5 кГц, на пересечении образуется волна с разницей 500 Гц — частотой, воспринимаемой человеческим ухом.
Одним из ключевых новшеств данной технологии является самоизгиб ультразвуковых лучей. С помощью акустических метаповерхностей можно управлять направлением ультразвукового сигнала, изгибая его так, чтобы он обошёл препятствия и точно достиг целевой точки. Это напоминает работу линзы, изменяющей траекторию светового луча. Потенциальные области применения аудио-анклавов безграничны: например, в музеях можно будет предоставлять посетителям персонализированные аудиогиды, а в автомобилях пассажиры смогут слушать музыку, не отвлекая водителя. Также эта технология может быть использована в военных и корпоративных коммуникациях для передачи зашифрованных аудиосообщений. Несмотря на то что технология всё ещё находится на ранней стадии и требует дальнейшей доработки, её потенциал в создании персонализированного и защищённого звука впечатляет!
