Без навушників: нова технологія спрямовує звук просто у вуха, щоб ніхто поруч його не чув

Що, якби можна було слухати музику без навушників і не заважати оточуючим? Або вести конфіденційну розмову на публіці, яку не можуть почути інші люди? Вчені з Університету штату Пенсільванія, США, знайшли спосіб створення чутних локалізованих звукових кишень, ізольованих від навколишнього середовища. Іншими словами, вчені створили технологію, яка може створювати звук саме там, де він має бути. Можливість надсилати звук, який стає чутним тільки в певному місці, може змінити способи прослуховування музики та іншої аудіоінформації, а також спілкування між людьми, пише ScienceAlert.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Звук — це вібрація, яка поширюється повітрям як хвиля. Ці хвилі створюються, коли об'єкт рухається вперед і назад, стискаючи і розтискаючи молекули повітря. Частота цих вібрацій визначає висоту звуку. Низькі частоти відповідають більш глибоким звукам, таким як звук барабана, а високі частоти відповідають різким звукам, таким як свист.

Контролювати, куди йде звук, складно через явище, відоме як дифракція. Це здатність звукових хвиль поширюватися в просторі в міру руху. Цей ефект особливо сильний для низькочастотних звуків через їхні довші хвилі, що робить практично неможливим обмеження звуку певною областю.

Деякі аудіотехнології можуть створювати сфокусовані звукові промені, спрямовані в певному напрямку. Але ці технології все одно видаватимуть звук, який чути на всьому шляху його переміщення через простір. Вчені знайшли новий спосіб передачі звуку одному конкретному слухачеві за допомогою ультразвукових променів, що згинаються, і концепції, відомої як нелінійна акустика.

Ультразвук відноситься до звукових хвиль із частотами вищими, ніж може почути людина, або вище 20 кГц. Ці хвилі поширюються повітрям, як звичайні звукові хвилі. Оскільки ультразвук може проникати крізь багато матеріалів і взаємодіяти з об'єктами унікальним чином, його широко використовують у медицині та інших галузях. Вчені використовували ультразвук як носій чутного звуку. Він може безшумно переносити звук через простір і його можна почути тільки за бажання.

Зазвичай звукові хвилі об'єднуються лінійно, тобто вони просто пропорційно складаються у велику хвилю. Але, коли звукові хвилі досить сильні, вони можуть взаємодіяти нелінійно, створюючи нові частоти, яких раніше не було.

Вчені використовували два ультразвукові промені на різних частотах, які самі по собі абсолютно безшумні. Але коли вони перетинаються в просторі, нелінійні ефекти змушують їх створювати нову звукову хвилю на частоті, яку буде не просто чутно, але її можна почути тільки в конкретному місці.

Тобто звук можна почути тільки там, де ультразвукові промені перетинаються. За межами цього перетину ультразвукові хвилі залишаються тихими. Це означає, що можна направляти звук у певне місце або людині, не заважаючи іншим людям під час поширення звуку.

Учені кажуть, що їхню технологію можна використовувати, наприклад, у музеях або в бібліотеках для передачі потрібної інформації, і цей звук не заважатиме іншим людям. В автомобілі пасажири зможуть слухати музику, не відволікаючи водія. Також технологія буде корисна для проведення конфіденційних розмов у місцях, де багато людей.

Але ця технологія має деякі проблеми, наприклад, перетворення ультразвуку на чутний звук вимагає високоінтенсивних полів, які можуть бути енергоємними при створенні.

Як уже писав Фокус, новий матеріал із сапфірадопоможе створити небиткі екрани та антивідблискове скло. Сапфір — це не просто дорогоцінний камінь. Вчені створили новий матеріал на основі сапфіра, який може зробити революцію в різних галузях.

Також Фокус писав про те, що астрономи з'ясували, що Уран гарячіша планета, ніж вважалося. Виявилося, що незважаючи на наявні дані, Уран все ж викидає в космос більше тепла, ніж отримує від Сонця.