Физики создали черную дыру в лаборатории, и она поглотила звук: что удалось обнаружить ученым

Физики разработали устройство, способное поглощать звуковые волны и почти полностью устранять эхо. Его назвали звуковой черной дырой из-за сходства с космическими объектами, из которых не может вырваться даже свет. Новую конструкцию можно распечатать на 3D-принтере и установить внутрь уже имеющейся трубы.

Лабораторные модели черных дыр помогают ученым изучать процессы поглощения волн. Фото: Yukterez / Wikimedia Commons / CC BY-SA 4.0

Как работает звуковая черная дыра

В отличие от настоящих черных дыр, лабораторное устройство не использует гравитацию. Оно построено так, чтобы постепенно замедлять проходящие через него звуковые волны. По мере движения волны становятся короче, а их энергия концентрируется в ограниченном пространстве.

Конструкция состоит из колец разного диаметра, закрепленных на центральном стержне. Между кольцами образуются полости, изменяющие распространение звука. Значительная часть звуковой энергии рассеивается через трение и теплообмен между воздухом и поверхностями устройства. В результате гораздо меньше звука возвращается обратно в виде эха.

Что показал эксперимент

Исследователи напечатали на 3D-принтере прототип длиной 15 сантиметров, состоявший из 29 колец. Его установили в специальную измерительную трубку, после чего с помощью громкоговорителя подавали звуковые волны разных частот. Микрофоны фиксировали, сколько звука отражалось назад.

Результаты в целом совпали с компьютерными моделями. В то же время устройство не устраняло эхо полностью. Моделирование также показало, что новая конструкция может работать в более широком диапазоне частот, чем традиционные аналоги.

Где применят новую технологию

Разработка может пригодиться для уменьшения шума в вентиляционных системах, кондиционерах, промышленных воздуховодах и глушителях. В отличие от предыдущих конструкций, новое устройство можно изготовить отдельно и установить в готовую систему без необходимости встраивать его при производстве труб.

Ученые также исследуют возможность создания двух- и трехмерных звуковых черных дыр, потенциально помогающих контролировать акустику помещений. Однако перед практическим использованием следует учесть влияние температуры, давления, движения воздуха и частиц, способных забивать полости устройства.

Напомним, ранее портал "Комментарии" писал, что после взрыва черной дыры ее "обломок" врезался в Землю