未來科學家能夠建造出一種聲學超材料：能使聲音僅在一個方向傳播，而阻止入射的聲波。美國《發現》網站2011年5月6日報導，兩位義大利科學家正讓這類聲音操作技術更接近現實，相關研究發表在最新出版的《物理評論快報》雜誌上。
基本介紹
- 中文名：單向聲牆
- 分類：聲學超材料
- 報導媒體：《發現》網站
- 報導時間：2011年5月6日
簡介,發明靈感,理論基礎,用途,
簡介
兩名物理學家已經從數學上證明，未來科學家能夠建造出一種聲學超材料：能使聲音僅在一個方向傳播，而阻止入射的聲波。
發明靈感
義大利伊蘇布利亞大學非線性和複雜系統中心的主任、物理學教授朱莉婭・卡薩提和義大利全國研究委員會複雜系統研究所的研究員史提芬勞・勒普瑞兩人受到受熱二極體能夠不對稱地傳輸熱量這一機制的啟發，提出了一種新的聲學機制。他們構想會有一種超材料或一套設備，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），從而實現讓聲音只朝一個方向傳輸，阻擋或者禁止外來的聲波的目的。
理論基礎
卡薩提和勒普瑞也已經從數學上證明，製造出這種超材料或者設備是可能的。卡薩提表示，與線性相比，非線性會讓我們的世界更加豐富，它使我們具有更多可能性。單面鏡是一種光學玻璃，在一面看全反光，看不見對面的景物，像鏡子一樣只能看見這邊的鏡像；在另一面看，則是完全透明的玻璃，可以很清楚地看見對面的景物。卡薩提解釋道，從理論上來講，被警察廣泛使用的單面鏡並非真正的單面，其之所以能產生單面反光的效果，完全是因為鏡的兩面處於不同光度的環境所造成的，其一邊必須完全黑暗，而另一邊則有光亮。與之類似的非線性聲學材料也將能使聲音僅在一個方向傳播，而阻止入射的聲波。為了引導聲波，科學家提議交替不對稱地鋪設線性和非線性的材料層。一旦構成合適，當聲波從一邊進入時，它就必須進入這種超材料，接著被重新引導。卡薩提解釋道，這是因為，在兩個不同的方向上，聲波的頻率發生了變化。
用途
美國杜克大學電子和計算機工程學的副教授史蒂芬・克姆表示，製造出這種材料是可能的。其一旦被製造出來，將會有很多實際用途。比如，有人可能希望將聲音局限在一個房間裡，不讓其逃逸出去，但同時能夠聽到外面人的談話。
