MADRID, 10 May. (EUROPA PRESS) -
Un nuevo sistema de invisibilidad está siendo desarrollado en la Universidad del Estado de Pensilvania, con los pasos introductorios para crear capas invisibles acústicas que funcionan bajo el agua.
Estos materiales redirigen las ondas que se aproximan alrededor de un objeto sin dispersar la energía de la onda, ocultando el objeto de las ondas de sonido.
El trabajo se presentará durante la 175 Reunión de la Acoustical Society of America, que se realizará del 7 al 11 de mayo de 2018 en Minneapolis. Amanda D. Hanford y su equipo describirán la física detrás de un escudo acústico submarino diseñado en su laboratorio.
Estos investigadores se propusieron diseñar un metamaterial que permita que las ondas de sonido se doblen alrededor del objeto como si no estuviera allí. Los metamateriales comúnmente exhiben propiedades extraordinarias que no se encuentran en la naturaleza, como la densidad negativa. Para trabajar, la célula unitaria, el componente más pequeño del metamaterial, debe ser más pequeño que la longitud de onda acústica en el estudio.
"Estos materiales parecen un concepto totalmente abstracto, pero las matemáticas nos muestran que estas propiedades son posibles", dijo Hanford. "Entonces, estamos trabajando para abrir las compuertas para ver qué podemos crear con estos materiales".
Hasta la fecha, la mayoría de los metamateriales acústicos han sido diseñados para desviar las ondas de sonido en el aire. Hanford decidió llevar este trabajo un paso más allá y aceptar el desafío científico de intentar la misma hazaña bajo el agua. El encubrimiento acústico bajo el agua es más complicado porque el agua es más densa y menos comprimible que el aire. Estos factores limitan las opciones de ingeniería.
Después de múltiples intentos, el equipo diseñó una pirámide de un metro de alto con placas de acero perforadas. Luego colocaron la estructura en el suelo de un gran tanque de investigación submarino. Dentro del tanque, un hidrófono fuente producía ondas acústicas entre 7.000 Hz y 12.000 Hz, y varios hidrófonos receptores alrededor del tanque monitoreaban las ondas acústicas reflejadas, informa Phys.org.
La onda reflejada desde el metamaterial coincidía con la fase de la onda reflejada desde la superficie. Además, la amplitud de la onda reflejada del objeto envuelto disminuyó ligeramente. Estos resultados demuestran que este material podría hacer que un objeto parezca invisible a instrumentos subacuáticos como el sonar.
Usando la transformación de coordenadas lineales, los investigadores pudieron mapear la superficie plana del fondo del tanque y determinaron que el espacio se comprimió en dos regiones triangulares de camuflaje que consisten en el metamaterial diseñado.
Estos resultados muestran el potencial de contribuir a las aplicaciones del mundo real, tales como materiales acústicos que amortiguan el sonido y parecen invisibles bajo el agua.
