Científicos crean una especie de capa de invisibilidad, pero no es para tus ojos

Física

Las ondas sonoras no siempre llegan directamente a nuestros oídos, también pueden rebotar en otros objetos y en las paredes del espacio en el que estamos, razón por la cual escuchar a una banda tocar en una catedral cavernosa es una experiencia diferente a escuchar en un pequeño club de música. Ahora los científicos han desarrollado una técnica para “encubrir” el impacto que los objetos tienen en los campos acústicos, de modo que las ondas de sonido no parezcan golpearlos o reflejarse en ellos. En efecto, estos objetos pueden hacerse invisibles en lo que respecta a la acústica.

Funciona utilizando un anillo exterior de micrófonos (que se utilizan como sensores de audio) y un anillo interior de altavoces (que se utilizan como fuentes de audio). Al analizar las ondas sonoras captadas por los micrófonos, una computadora indica a los parlantes que ajusten instantáneamente el campo acústico para que se comporte como si el objeto oculto no estuviera allí.

“Esto abre direcciones de investigación previamente inaccesibles y facilita aplicaciones prácticas que incluyen acústica arquitectónica, educación y sigilo”, explican los investigadores en su artículo.

La idea de ocultar objetos acústicamente no es nueva en sí misma, también se ha probado con lo que se conoce como metamateriales, diseñados para absorber todas las ondas sonoras a medida que llegan a una superficie. Sin embargo, este es un enfoque pasivo y bastante inflexible que solo funciona en un rango limitado de frecuencias.

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(Robertsson et al., Science Advances, 2021)
Arriba: un diagrama que ilustra cómo el camuflaje oculta eficazmente los reflejos de las ondas sonoras, mientras que la holografía produce ilusiones acústicas que no existen en la realidad.

Con este nuevo enfoque en tiempo real, hay mucha más versatilidad para hacer desaparecer objetos, e incluso puede funcionar al revés también, para que suene como si un objeto inexistente estuviera ocupando espacio en la habitación (holografía). Los llamados arreglos de puertas programables en campo (FPGA), circuitos integrados que pueden codificarse de manera personalizada, para garantizar que las salidas de la fuente de audio puedan responder a las salidas de los altavoces de audio prácticamente sin demora.

Hasta ahora, los investigadores han logrado que su sistema funcione para objetos 2D de hasta 12 cm de tamaño. Con más estudios, el equipo espera poder ampliar las técnicas para trabajar con objetos 3D que pueden tener un tamaño mucho mayor. Además, ya está funcionando en un amplio rango de frecuencias.

“Nuestra instalación nos permite manipular el campo acústico en un rango de frecuencia de más de tres octavas y media”, dice el geofísico Johan Robertsson de ETH Zurich en Suiza.

La tecnología podría potencialmente aprovecharse en cualquier campo donde se registran y analizan ondas sonoras, lo que cubre una amplia gama de aplicaciones científicas, como el estudio de estructuras subterráneas. Más adelante, los investigadores esperan que un sistema como este también funcione bajo el agua, donde la acústica es significativamente diferente. Una vez más, cualquier tipo de proceso de exploración de ondas de sonido en el que los objetos existentes deban ocultarse o los objetos virtuales deban colocarse podría beneficiarse. Esta nueva investigación es otra demostración de la increíble paciencia de muchos científicos también, con la base inicial para la capa acústica desarrollada hace muchos años, como explica el geocientífico matemático Andrew Curtis de la Universidad de Edimburgo en el Reino Unido.

“Esta colaboración comenzó hace 15 años cuando se desarrolló la teoría subyacente, que ilustra la naturaleza a largo plazo de los proyectos científicos”, dice Curtis.

Fuente: Science Alert.

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