Dispositivos de camuflagem desempenham um papel fundamental em muitos programas de televisão de ficção científica. Os cientistas agora estão trabalhando para tirar essa tecnologia do dramático reino da ficção científica e torná-la real. Amanda D. Hanford, na Pennsylvania State University, está dando os primeiros passos para fazer mantos acústicos de solo. Esses materiais redirecionam as ondas que se aproximam em torno de um objeto sem espalhar a energia das ondas, ocultando o objeto das ondas sonoras.

Durante o 175º Encontro da Acoustical Society of America, sendo realizada de 7 a 11 de maio, 2018, em Minneapolis, Minnesota, Hanford descreverá a física por trás de um escudo acústico subaquático projetado em seu laboratório.

Hanford e sua equipe começaram a desenvolver um metamaterial que pode permitir que as ondas sonoras se curvem ao redor do objeto como se ele não estivesse lá. Metamateriais comumente exibem propriedades extraordinárias não encontradas na natureza, como densidade negativa. Trabalhar, a célula unitária - o menor componente do metamaterial - deve ser menor do que o comprimento de onda acústica no estudo.

"Esses materiais parecem um conceito totalmente abstrato, mas a matemática está nos mostrando que essas propriedades são possíveis, "Hanford disse." Então, estamos trabalhando para abrir as comportas para ver o que podemos criar com esses materiais. "

A data, a maioria dos metamateriais acústicos foi projetada para desviar as ondas sonoras no ar. Hanford decidiu levar este trabalho um passo adiante e aceitar o desafio científico de tentar o mesmo feito debaixo d'água. A camuflagem acústica subaquática é mais complicada porque a água é mais densa e menos compressível que o ar. Esses fatores limitam as opções de engenharia.

Após várias tentativas, a equipe projetou uma pirâmide de 3 pés de altura de placas de aço perfuradas. Eles então colocaram a estrutura no chão de um grande tanque subaquático de pesquisa. Dentro do tanque, um hidrofone fonte produziu ondas acústicas entre 7, 000 Hz e 12, 000 Hz, e vários hidrofones receptores ao redor do tanque monitoraram ondas acústicas refletidas.

A onda refletida do metamaterial correspondeu à fase da onda refletida da superfície. Adicionalmente, a amplitude da onda refletida do objeto encoberto diminuiu ligeiramente. Esses resultados demonstram que esse material pode fazer um objeto parecer invisível para instrumentos subaquáticos como o sonar.

Usando a transformação de coordenadas lineares, os pesquisadores foram capazes de mapear a superfície plana do fundo do tanque e determinar que o espaço foi comprimido em duas regiões de camuflagem triangulares que consistem no metamaterial projetado.

Esses resultados mostram potencial para contribuir com aplicativos do mundo real, como materiais acústicos para amortecer o som e parecer invisível debaixo d'água.