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意研究發(fā)現(xiàn)單向聲墻有可能實(shí)現(xiàn)
點(diǎn)擊次數(shù)：931 發(fā)布時(shí)間：2013-8-23
意研究發(fā)現(xiàn)單向聲墻有可能實(shí)現(xiàn)
想象一下，一支樂隊(duì)在室內(nèi)演奏，鄰居卻聽不到音樂聲，然而，如果外面有人在交談，室內(nèi)的樂師卻能聽到。這種類似單面鏡的單面聲墻技術(shù)聽起來(lái)似乎有些無(wú)法想象，但據(jù)美國(guó)《發(fā)現(xiàn)》5月6日?qǐng)?bào)道，兩位意大利科學(xué)家正讓這類聲音操作技術(shù)更接近現(xiàn)實(shí)，相關(guān)研究發(fā)表在出版的《物理評(píng)論快報(bào)》雜志上。
意大利伊蘇布利亞大學(xué)非線性和復(fù)雜系統(tǒng)中心的主任、物理學(xué)教授朱莉婭·卡薩提和意大利全國(guó)研究委員會(huì)復(fù)雜系統(tǒng)研究所的研究員史提芬勞·勒普瑞兩人受到受熱二極管能夠不對(duì)稱地傳輸熱量這一機(jī)制的啟發(fā)，提出了一種新的聲學(xué)機(jī)制。他們?cè)O(shè)想會(huì)有一種超材料或一套設(shè)備，其具有非線性的屬性，能以意想不到的方式讓聲波彎曲（正如單面鏡一樣），從而實(shí)現(xiàn)讓聲音只朝一個(gè)方向傳輸，阻擋或者屏蔽外來(lái)的聲波的目的。
卡薩提和勒普瑞也已經(jīng)從數(shù)學(xué)上證明，出這種超材料或者設(shè)備是可能的?？ㄋ_提表示，與線性相比，非線性會(huì)讓我們的世界更加豐富，它使我們具有更多可能性。單面鏡是一種光學(xué)玻璃，在一面看全反光，看不見對(duì)面的景物，像鏡子一樣只能看見這邊的鏡像；在另一面看，則是*透明的玻璃，可以很清楚地看見對(duì)面的景物。
卡薩提解釋道，從理論上來(lái)講，被*廣泛使用的單面鏡并非真正的單面，其之所以能產(chǎn)生單面反光的效果，*是因?yàn)殓R的兩面處于不同光度的環(huán)境所造成的，其一邊必須*黑暗，而另一邊則有光亮。與之類似的非線性聲學(xué)材料也將能使聲音僅在一個(gè)方向傳播，而阻止入射的聲波。
為了引導(dǎo)聲波，科學(xué)家提議交替不對(duì)稱地鋪設(shè)線性和非線性的材料層。一旦構(gòu)成合適，當(dāng)聲波從一邊進(jìn)入時(shí)，它就必須進(jìn)入這種超材料，接著被重新引導(dǎo)?？ㄋ_提解釋道，這是因?yàn)?，在兩個(gè)不同的方向上，聲波的頻率發(fā)生了變化。
這兩名物理學(xué)家已經(jīng)從數(shù)學(xué)上證明，未來(lái)科學(xué)家能夠建造出這樣一種聲學(xué)超材料。勒普瑞表示，正如光子學(xué)一樣，以前科學(xué)家也沒有想到會(huì)出現(xiàn)非線性光子學(xué)，而現(xiàn)在非線性光子學(xué)的發(fā)展非常好。他表示，或許非線性聲學(xué)材料的可能要難一點(diǎn)，但有很多科學(xué)家正在努力讓其變成現(xiàn)實(shí)。
美國(guó)杜克大學(xué)電子和計(jì)算機(jī)工程學(xué)的副教授斯蒂芬·克姆表示，出這種材料是可能的。其一旦被出來(lái)，將會(huì)有很多實(shí)際用途。比如，有人可能希望將聲音局限在一個(gè)房間里，不讓其逃逸出去，但同時(shí)能夠聽到外面人的談話。