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美研制消聲鬥篷抑制飛機噪音

  新浪科技 2008-05-05

  據英國《每日電訊報》報道,科學家已成功研制出“隱形鬥篷”,能讓穿它的人來無影去無蹤。而據最新一項研究稱,一種“隱聲鬥篷”(acoustic cloak)有望在未來幾年內問世,這種裝置也許有朝一日能用于抑制震耳欲聾的飛機噪音,或阻滯鄰居家吵雜的喧囂。

  “隱聲鬥篷”是緊接“隱形鬥篷”研究之後展開的。在“隱形鬥篷”的研究中,科學家發現一種稱為“超穎物質”(metamaterial)的合成材料能使鬥篷在微波範圍內工作,使物體週圍的光束流動,令其消失地無影無蹤。物理學家之前就認為存在研制類似“隱聲鬥篷”的可能性,這種創舉具有諸多的商業和軍事用途。

  最近,美國北加州杜克大學、英國倫敦帝國學院、香港科技大學的多個研究小組提出了多種特殊材料及將其制成遮蓋物的方案。但是,這些方案中所使用的材料機械性能在不同方向上各不相同,造成聲波以不同速度傳播。4月30日,美國羅傑斯大學的安德魯·諾裡斯教授在發表于《皇家學會學報:A輯》上的研究中稱,上述方案中使用的材料全部具有一個致命弱點:制造出的遮蓋物質量可能無限大。

  好消息是,諾裡斯教授發現另外一種材料能使聲波在遮蓋物週圍天衣無縫地進行傳播。接著,聲波會繼續按照原有軌道傳播。諾裡斯在接受《每日電訊報》採訪時表示:“我的辦公室上山下下確實沒有這種材料的蹤蹟,你在當地DIY商店肯定也買不到。但是,沒有理由認為我們就不能設計並制造出這種材料,這僅僅是時間的問題,以及付出多大努力的問題。我無法確定未來一兩年是否能實現這一目標,但我相信我們一定能做到這一點。”

  諾裡斯表示,“盡管迄今尚沒有聲音遮蔽裝置,但我的研究工作恰恰指明要取得實際設計目標的方向。研究還表明聲音遮蔽比之前想象的更有可能實現。”這種聲音遮蔽材料被稱為“五模式”(pentamode)材料。據諾裡斯解釋,“水晶材料能夠具備六個獨立的、持續不變的剛度,其中五個在‘五模式材料’上為零。”唯一一個必要常量是決定壓力的體積模量,這種壓力在一個方向上要比在另一個方向上大。通過調整這種差異,研究人員就能賦予“五模式材料”聲音遮蔽特性。


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