Рубеж звуковых чудес: создан звук, способный пройти сквозь толпу и достичь лишь одного человека

Звук, который слышен лишь одному человеку, стоящему в конкретной точке, может показаться чем-то невероятным. Однако теперь ученые достигли нового рубежа звуковых чудес: команда уверяет, что им удалось создать так называемые "слышимые анклавы", где только один человек может слышать определенный звук и это не мешает остальным людям, стоящим рядом с ним, пишет Futurism.

Необычный звук был создан командой ученых из Университета штата Пенсильвания и исследователи считают, что их новая технология на самом деле может создавать изолированные от окружающей среды звуковые карманы. Предполагается, что эти карманы можно направить на определенное место, потенциально выделяя кого-то среди толпы.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

По словам ведущего автора работы, исследователя акустики в Университете штата Пенсильвания Цзясиня Чжуна, звуковые волны, в том числе и ультразвуковые, используемые для создания слышимых анклавов, не слышны на пути распространения, а порой даже могут быть изогнуты, чтобы избежать препятствий. Простыми словами, звуковые волны достигают человеческих ушей лишь достигнув места назначения.

По словам другого соавтора исследования, профессора акустики Университета штата Пенсильвания Юнь Цзина, по сути, они с командой создали "виртуальную гарнитуру", позволяющую человеку, находящемуся в определенном анклаве слышать то, что предназначено лишь ему.

Звуковые волны преломляются или распространяются по мере своего распространения, особенно на низких частотах, что затрудняет их сдерживание. Чтобы обойти это, в своем исследовании ученые использовали два пучка ультразвуковых волн, похожих на те, что используются в медицинской визуализации, которые вибрируют на частоте, намного превышающей человеческий слух, в качестве "носителя слышимого звука". Таким образом, во время своего движения они бесшумны для человеческих ушей и становятся слышимыми только тогда, когда достигают своей цели.

Но что, если на пути звуковой волны есть препятствие? По словам соавторов исследования, для решения этого вопроса они использовали еще одно ключевое новшество: ультразвуковые лучи, способные изгибаться. Для решения проблемы ученые использовали "акустические" метаповерхности, способные манипулировать траекториями звуковых волн по мере распространения.

И даже это еще не все. Авторы исследования также смогли преобразовать ультразвуковые учи в то, что способно услышать человеческое ухо. Команда достигла этого, спроецировав каждого луча на отличающихся частотах — например, на 40 000 Гц и один на 39 500 Гц. Когда лучи пересекаются, это генерирует новую звуковую волну на частоте 500 Гц, что в среднем диапазоне человеческого слуха.

Авторы исследования также протестировали свою новую систему, использовав имитатор головы и туловища с микрофонами внутри ушей, чтобы имитировать то, что слышит человек в точках вдоль траектории ультразвукового луча, а также третий микрофон для сканирования области пересечения. В результате им удалось подтвердить, что звук не был слышен за пределами определенной точки.

Ученые утверждают, что уже сегодня они могут создать подобные анклавы на расстоянии около 91 сантиметра при умеренных 60 децибелах, что примерно соответствует громкости разговора. Впрочем, команда признает, что их идея все еще далека от масштабирования и выхода на широкий рынок.