Il cloaking è una delle tecnologie più accattivanti nei film di fantascienza. In due film Marvel del 2018, Pantera nera e Avengers:Infinity War , il paese della finzione Wakanda, una nazione africana tecnologicamente avanzata, è schermato dal mondo esterno grazie al vibranio metallico.

Però, nel mondo reale, se vuoi nascondere qualcosa, devi ingannare non solo gli occhi, ma anche le orecchie, soprattutto nell'ambiente subacqueo. Recentemente, un gruppo di ricerca guidato dal prof. YANG Jun dell'Istituto di acustica (IOA) dell'Accademia cinese delle scienze ha progettato e fabbricato un mantello di tappeto acustico subacqueo 3D (UACC) utilizzando l'acustica di trasformazione. La ricerca è stata pubblicata online in Lettere di fisica applicata il 1 giugno.

come uno scudo, il mantello di moquette è un guscio di materiale in grado di riflettere le onde come se si riflettessero su una superficie piana. Quindi, il bersaglio occultato diventa non rilevabile dagli strumenti di rilevamento subacquei come il sonar. Utilizzando l'acustica di trasformazione, il team di ricerca ha terminato per la prima volta il mantello del tappeto acustico subacqueo 2-D con metamateriale l'anno scorso ( Rapporti scientifici , 6 aprile 2017). Però, questa struttura funziona solo in due dimensioni, e diventa immediatamente rilevabile quando viene introdotta una terza dimensione.

Risolvere questo problema, YANG Jun e il suo team IOA hanno combinato l'acustica di trasformazione con un fattore di scala ragionevole, elaborato i parametri, e ridisegnato la cellula unitaria del mantello 2-D. Hanno progettato il mantello del tappeto acustico subacqueo 3D e poi hanno proposto un metodo di fabbricazione e assemblaggio per fabbricarlo. Il mantello 3-D può nascondere un oggetto dall'alto verso il basso e affrontare situazioni complesse, come il rilevamento acustico in tutte le direzioni.

Il mantello del tappeto acustico subacqueo 3-D è una piramide composta da otto piramidi triangolari; ogni piramide triangolare è composta da 92 strisce di acciaio che utilizzano un reticolo rettangolare, simile a un wafer biscotto. Più vividamente, rimuovendo il nucleo da una grande piramide solida, è possibile nascondere qualcosa in modo sicuro nello spazio vuoto rimanente.

"Per realizzare un mantello da tappeto acustico subacqueo 3D, i ricercatori avevano bisogno di costruire la struttura con il periodo 2-D, esaminare l'influenza della risonanza della cella elementare, esaminare l'effetto mimetico alla cresta del campione, e altri problemi. Inoltre, la fabbricazione e l'assemblaggio del dispositivo 3D richiedevano un design più elaborato. L'estensione dell'UACC dal 2-D al 3-D rappresenta un importante progresso nella fisica applicata, " disse YANG.

Nelle prove sperimentali, un breve impulso gaussiano si propagò verso il bersaglio coperto dal mantello del tappeto, e le onde si disperdevano verso la loro origine. L'oggetto occultato ha imitato con successo la superficie riflettente ed era non rilevabile dalla tecnologia di rilevamento del suono. Nel frattempo, i campi di pressione acustica misurati dalla vista verticale hanno dimostrato l'efficacia della struttura 3D progettata in ogni direzione.

"Come passo successivo, proveremo a rendere il mantello del tappeto acustico subacqueo 3D più piccolo e leggero, " disse YANG.