Ο μανδύας της... σιωπής!

[fineas]

"Ξεχάστε τα βασανιστικά ξενύχτια που σας ταλαιπωρούν κατά καιρούς από τους θορυβώδεις γείτονες ή τους εξωτερικούς θορύβους που διαταράσσουν τη γαλήνη σας. Λύση στο πρόβλημα έρχονται να δώσουν Ισπανοί ερευνητές με το νέο μανδύα σιωπής."

Οι επιστήμονες παρουσίασαν το προσχέδιο για μια συσκευή, την οποία αποκαλούν ακουστικό μανδύα, υποστηρίζοντας ότι μπορεί να κάνει τα αντικείμενα να εκτρέπουν τα ακουστικά κύματα από τη μάζα τους.
Η αναφορά για τη νέα τεχνολογία, η οποία δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό New Journal of Physics, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στην κατασκευή κατοικιών στο εσωτερικό των οποίων δεν θα περνούν οι εξωτερικοί θόρυβοι, σε εξελιγμένες αίθουσες κονσέρτων ή σε πολεμικά πλοία που θα παραμένουν αόρατα από τα ραντάρ.
Οι επιστήμονες έχουν ήδη παρουσιάσει μια συσκευή, η οποία κάνει αόρατα τα αντικείμενα που βρίσκονται κοντά της. Ο μανδύας αυτός κάνει τα αντικείμενα αόρατα και αποτελείται από υλικά νέας τεχνολογίας (τα λεγόμενα μετα-υλικά) που εκτρέπουν το φως από την κανονική του πορεία.
«Οι μαθηματικές σχέσεις που κρύβονται πίσω από τους μανδύες είναι γνωστές εδώ και χρόνια,» σχολιάζει ο καθηγητής John Pendry από το Imperial College London, ειδικός στον τομέα αυτό. «Αυτό που δεν ήταν γνωστό έως σήμερα ήταν το είδος των υλικών που απαιτούνται για την κατασκευή ενός τέτοιου μανδύα.»

Ασπίδα ήχου
Η ερευνητική ομάδα από την Ισπανία, η οποία επιμελήθηκε της μελέτης, θεωρεί ότι κλειδί" για τη νέα αυτή ανακάλυψη είναι μια συσκευή αποτελούμενη από "ηχητικούς κρυστάλλους", τεχνητά υλικά, που μπορούν να παράγουν ειδικά ηχητικά εφέ.
Αυτά τα τεχνητά υλικά, γνωστά και ως μετά–υλικά, μπορούν να τροποποιηθούν κατάλληλα ώστε να παράγουν συγκεκριμένα ακουστικά εφέ.
«Σε αντίθεση με άλλα συνηθισμένα υλικά, οι ακουστικές τους ιδιότητες καθορίζονται από την εσωτερική τους δομή,» εξηγεί ο καθηγητής Pendry.
Τα αντικείμενα αυτά θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία μιας διόδου ήχου γύρω από οποιοδήποτε αντικείμενο, όπως το νερό που ρέει γύρω από ένα βράχο σε ένα ρυάκι.
«Η όλη ιδέα του ακουστικού μανδύα έγκειται στην παρέκκλιση των ακουστικών κυμάτων γύρω από τα αντικείμενα τα οποία θα πρέπει να μονωθούν,» σχολιάζει ο Jose Sanchez-Dehesa από το Πολυτεχνικό πανεπιστήμιο της Βαλένθια, που συμμετείχε στη μελέτη.
Όπως τονίζει ο Sanchez-Dehesa, ένα υλικό το οποίο αποτελείται από πίνακες μικροσκοπικών κυλίνδρων θα μπορούσε να βοηθήσει στην επίτευξη αυτού του σκοπού.
Οι προσομοιώσεις έχουν δείξει ότι 200 στρώματα μετά–υλικού θα μπορούσαν επιτυχώς να προστατεύσουν ένα αντικείμενο από το θόρυβο, ενώ λεπτότερες στοίβες θα μπορούσαν να προστατεύσουν ένα αντικείμενο από ορισμένες συχνότητες.

Sub systems
Ο Δρ. Sanchez-Dehesa σήμερα θέλει να φτιάξει και να δοκιμάσει ένα παρόμοιο υλικό στο εργαστήριο, έτσι ώστε να επιβεβαιώσει τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων.
Ωστόσο αρκετοί ερευνητές, όπως ο καθηγητής Pendry, θεωρούν ότι η προεργασία που έχει γίνει είναι ένα σημαντικό βήμα.
«Δεν πρόκειται για μια εξωπραγματική ιδέα και δεν υπάρχουν τεράστιες απαιτήσεις εκ μέρους μας, αυτή η συσκευή μπορεί να κατασκευαστεί αρκετά εύκολα.»
Εάν το υλικό γίνει εμπορικά διαθέσιμο και οι δυο ερευνητές συμφωνούν ότι θα μπορέσει να έχει πολλές εφαρμογές.
Το υλικό αυτό θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στην μόνωση τοίχων σε πολυκατοικίες, σε αίθουσες συναυλιών ή και στην απομάκρυνση ήχου από συγκεκριμένες περιοχές.
Οι επιστήμονες αναφέρουν ότι ακόμα και ο στρατός θα μπορούσε να επωφεληθεί από τη νέα τεχνολογία για τη δημιουργία πολεμικών υποβρυχίων που θα είναι αόρατα από ραντάρ.
Παρόλα αυτά, το υλικό θα πρέπει πρώτα να υποστεί την κατάλληλη επεξεργασία.

Άγγιγμα φωτός
Η έρευνα που πραγματοποιήθηκε βασίστηκε στην εργασία επιστημόνων από το πανεπιστήμιο Duke της Βόρειας Καρολίνα και του πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας του Hong Kong.
Νωρίτερα φέτος, ανεξάρτητες ερευνητικές ομάδες από τα δυο ιδρύματα παρουσίασαν τις μαθηματικές σχέσεις που κρύβονται πίσω από τη δημιουργία ενός ακουστικού μανδύα.
Άλλοι επιστήμονες έχουν ήδη δείξει ότι τα αντικείμενα μπορούν να αποφύγουν κάποια ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία όπως τα μικροκύματα. Για παράδειγμα, το 2006, επιστήμονες από το πανεπιστήμιο Duke απέδειξαν πως ένας μικρός χάλκινος κύλινδρος θα μπορούσε να είναι αόρατος από τα μικροκύματα.
Στην τεχνική αυτή χρησιμοποιήθηκαν μετά–υλικά που αποτελούνται από 10 δακτυλίους κρυστάλλων καλυμμένους με στοιχεία χαλκού, για την απομάκρυνση των μικροκυμάτων γύρω από το αντικείμενο.
Για έναν απλό παρατηρητή, τα μικροκύματα φαίνεται να έχουν περάσει ακριβώς μέσα από τον κύλινδρο.
Μετά από το μεγάλο βήμα, σήμερα άλλοι ερευνητές ελπίζουν να καταφέρουν να κατασκευάσουν την πρότυπη συσκευή, η οποία θα κατευθύνει φως με μήκος κύματος του ορατού φωτός.
Παρόλα αυτά, σύμφωνα με τον Δρ.Sanchez-Dehesa, η εξέλιξη αυτής της τεχνολογίας βρίσκεται ακόμα σε ένα πολύ πρώιμο στάδιο.
«Πιστεύουμε ότι προς το παρόν η δημιουργία ενός ακουστικού μανδύα είναι πιο εφικτή από την δημιουργία μιας παρόμοιας συσκευής για το φως.»
PATHFINDER