Se hai mai vissuto in un condominio o alloggiato in una stanza d'albergo, probabilmente conosci l'inconveniente di un assorbimento acustico inadeguato. L'assorbimento acustico si riferisce all'assorbimento di energia sonora da parte di un materiale. Che si tratti di migliorare l'acustica o di prevenire i vicini rumorosi, l'assorbimento acustico ha molteplici applicazioni in ingegneria e architettura, che può essere migliorata dall'acustica asimmetrica.

Molti assorbitori asimmetrici, quelli che assorbono solo il suono proveniente da una direzione, sono attualmente basati su un sistema a porta singola, dove il suono entra da un lato e viene assorbito prima di una parete rigida. In questo disegno, però, luce e aria non riescono a passare attraverso il sistema. Ma uno sforzo di ricerca combinato dell'Università di Nanchino e dell'Accademia cinese delle scienze mostra che l'assorbimento asimmetrico può essere realizzato all'interno di una guida d'onda trasparente diritta. La guida d'onda consente la trasmissione della luce e il flusso d'aria attraverso l'assorbitore ed è descritta questa settimana in Lettere di fisica applicata .

Ying Cheng, professore associato di fisica all'Università di Nanchino, ei suoi colleghi hanno sviluppato una metodologia per indurre l'assorbimento e la riflettanza non reciproci sia per il suono multibanda che a banda larga. Scoprirono che il suono era quasi completamente assorbito, più del 96 percento, quando si utilizza l'assorbitore multibanda in un modo asimmetrico di risonanza di Helmholtz (HR).

"Perciò, eravamo curiosi di sapere se ci fossero strutture artificiali con l'effetto di "bloccare" le onde sonore che fungono da parete rigida, ma [sono] trasparenti alla luce e al vento, " Ha detto Cheng.

All'interno di un tubo con entrambe le estremità aperte hanno costruito un fonoassorbente asimmetrico. "[I]l sistema può assorbire quasi totalmente l'energia sonora che colpisce una porta, ma riflette in gran parte l'energia sonora che entra nell'altra porta, " ha detto. "Nel sistema, uno dei [i] risonatori di Helmholtz (situato sui rami del tubo principale e che funge da shunt) funziona come una parete morbida artificiale che può bloccare le onde sonore come se fossero una parete rigida e solida."

Gli assorbitori asimmetrici utilizzano un metodo di assorbimento più complicato rispetto a, dire, metametri porosi che assorbono da entrambe le direzioni. Spesso, sono necessari effetti non lineari o strutture altamente complesse per rompere la reciprocità e consentire la riflessione da una direzione.

Qui, però, il design intelligente delle coppie HR derivate sfrutta i meccanismi di perdita naturali per ottenere l'effetto. Questi sistemi potrebbero trovare numerose applicazioni nella progettazione architettonica, in particolare nella progettazione di ambienti acusticamente isolati dove si desidera ancora la luce e il flusso d'aria.

"I ricercatori potrebbero aver trovato un assorbimento di quasi il 100% del rumore dall'esterno di una stanza per l'isolamento acustico e un'elevata riflessione delle onde sonore all'interno della stanza per migliorare il riverbero. E, soprattutto, il design consente il libero scambio d'aria tra l'esterno e l'ambiente, cosa che non erano in grado di fare nei prototipi precedenti [con solo un'estremità del tubo aperta], " Ha detto Cheng.

Utilizzando il modello appena sviluppato, "possiamo estendere l'assorbimento acustico asimmetrico in un sistema planare bidimensionale utilizzando altri tipi di risonatori acustici per rendere l'assorbimento asimmetrico più ampiamente utilizzato, " disse Cheng.