Los científicos han construido un nuevo tipo de capa de invisibilidad, pero no es para tus ojos
Las ondas sonoras no siempre llegan directamente a nuestros oídos, también pueden rebotar en otros objetos y en las paredes del espacio en el que nos encontramos, por lo que escuchar a una banda tocar en una catedral cavernosa es una experiencia diferente a escucharla en un pequeño club de música.
Ahora, los científicos han desarrollado una técnica para «enmascarar» el impacto que tienen los objetos en los campos sonoros, de modo que las ondas sonoras no parecen golpearlos ni reflejarlos. De hecho, estos objetos pueden hacerse invisibles desde el punto de vista acústico.
Funciona mediante un anillo exterior de micrófonos (que se utilizan como sensores de audio) y un anillo interior de altavoces (que se utilizan como fuentes de audio). Al analizar las ondas sonoras captadas por los micrófonos, una computadora indica a los parlantes que ajusten instantáneamente el campo de sonido para que se comporte como si el objeto oculto no estuviera allí.
(Robertsson et al., Science Advances, 2021)
Arriba: un diagrama que muestra cómo el camuflaje enmascara eficazmente los reflejos de las ondas sonoras, mientras que la holografía produce ilusiones acústicas que en realidad no existen.
«Esto abre direcciones de investigación previamente inaccesibles y facilita aplicaciones prácticas, incluida la acústica arquitectónica, la educación y el sigilo», explican los investigadores en su papel.
La idea de ocultar objetos acústicamente no es nueva en sí misma; también se ha probado con los llamados metamateriales, diseñados para absorber todas las ondas sonoras cuando golpean una superficie. Sin embargo, este es un enfoque pasivo y bastante inflexible que solo funciona en un rango de frecuencia limitado.
Con este nuevo enfoque en tiempo real, hay mucha más versatilidad para hacer desaparecer los objetos, e incluso puede funcionar al revés, para que parezca que un objeto inexistente está ocupando espacio en la habitación (holografía).
Que es llamado matrices de puerta programables en campo (FPGA), circuitos integrados que se pueden codificar a medida, para garantizar que las salidas de la fuente de audio puedan cumplir con las salidas de los altavoces de audio prácticamente sin demora.
Hasta ahora, los investigadores han logrado que su sistema funcione con objetos 2D que miden hasta 12 centímetros (4,7 pulgadas). Con más estudios, el equipo espera extender las técnicas para trabajar con objetos 3D que pueden ser mucho más grandes. Además, ya funciona en una amplia gama de frecuencias.
Nuestra instalación nos permite manipular el campo acústico en un rango de frecuencia de más de tres octavas y media ”, dice el geofísico Johan Robertsson de ETH Zurich en Suiza.
La tecnología podría potencialmente aprovecharse en cualquier campo donde se registran y analizan ondas sonoras, cubriendo una amplia gama de aplicaciones científicas, como el estudio de estructuras subterráneas.
Más tarde, los investigadores esperan que un sistema como este también funcione bajo el agua, donde la acústica es muy diferente. Una vez más, cualquier tipo de proceso de exploración de ondas de sonido en el que los objetos existentes deban ocultarse o los objetos virtuales deban colocarse podría beneficiarse.
Esta nueva investigación es otra demostración de la increíble paciencia de muchos científicos, con las bases iniciales de la capa acústica desarrolladas hace muchos años, como explica el geocientífico-matemático Andrew Curtis de la Universidad de Edimburgo en el Reino.
«Esta colaboración comenzó hace 15 años cuando se desarrolló la teoría subyacente, que ilustra la naturaleza a largo plazo de los proyectos científicos», Curtis dice.
La investigación fue publicada en Progreso de los científicos.
