I dispositivi di occultamento svolgono un ruolo fondamentale in molti programmi televisivi di fantascienza. Gli scienziati stanno ora lavorando per prendere questa tecnologia dal regno drammatico della fantascienza e renderla reale. Amanda D. Hanford, alla Pennsylvania State University, sta compiendo i primi passi per realizzare mantelli acustici a terra. Questi materiali reindirizzano le onde in avvicinamento attorno a un oggetto senza disperdere l'energia delle onde, nascondendo l'oggetto dalle onde sonore.

Durante il 175° Meeting della Acoustical Society of America, che si terrà dal 7 all'11 maggio, 2018, a Minneapolis, Minnesota, Hanford descriverà la fisica dietro uno scudo acustico subacqueo progettato nel suo laboratorio.

Hanford e il suo team hanno deciso di progettare un metamateriale in grado di consentire alle onde sonore di piegarsi attorno all'oggetto come se non fosse presente. I metamateriali presentano comunemente proprietà straordinarie che non si trovano in natura, come densità negativa. Lavorare, la cella unitaria, il componente più piccolo del metamateriale, deve essere più piccola della lunghezza d'onda acustica nello studio.

"Questi materiali suonano come un concetto totalmente astratto, ma la matematica ci mostra che queste proprietà sono possibili, "Ha detto Hanford. "Quindi, stiamo lavorando per aprire le porte per vedere cosa possiamo creare con questi materiali".

Ad oggi, la maggior parte dei metamateriali acustici sono stati progettati per deviare le onde sonore nell'aria. Hanford ha deciso di fare un ulteriore passo avanti con questo lavoro e accettare la sfida scientifica di tentare la stessa impresa sott'acqua. L'occultamento acustico sott'acqua è più complicato perché l'acqua è più densa e meno comprimibile dell'aria. Questi fattori limitano le opzioni di progettazione.

Dopo più tentativi, il team ha progettato una piramide alta 3 piedi con piastre d'acciaio perforate. Hanno quindi posizionato la struttura sul pavimento di una grande vasca di ricerca subacquea. All'interno del serbatoio, una sorgente idrofono produceva onde acustiche tra 7, 000 Hz e 12, 000Hz, e diversi idrofoni ricevitori intorno al serbatoio monitoravano le onde acustiche riflesse.

L'onda riflessa dal metamateriale corrispondeva alla fase dell'onda riflessa dalla superficie. Inoltre, l'ampiezza dell'onda riflessa dall'oggetto ammantato è leggermente diminuita. Questi risultati dimostrano che questo materiale potrebbe far sembrare un oggetto invisibile agli strumenti subacquei come il sonar.

Usando la trasformazione delle coordinate lineari, i ricercatori sono stati in grado di mappare la superficie piana del fondo del serbatoio e hanno determinato che lo spazio era compresso in due regioni di occultamento triangolari costituite dal metamateriale ingegnerizzato.

Questi risultati mostrano il potenziale per contribuire alle applicazioni del mondo reale, come i materiali acustici per smorzare il suono e apparire invisibili sott'acqua.