想象一下,一支樂隊在室內演奏,鄰居卻聽不到音樂聲。然而,如果外面有人在交談,室內的樂師卻能聽到。這種類似單面鏡的單面聲墻技術,聽起來似乎有些無法想象。但兩位意大利科學家正讓這類聲音操作技術更接近現實,相關研究發表在最新出版的《物理評論快報》上。
意大利伊蘇布利亞大學非線性和復雜系統中心的主任、物理學教授朱莉婭·卡薩提和意大利全國研究委員會復雜系統研究所的研究員史提芬勞·勒普瑞,受到受熱二極管能夠不對稱地傳輸熱量這一機制的啟發,提出了一種新的聲學機制。他們設想會有一種超材料或一套設備,其具有非線性的屬性,能以意想不到的方式讓聲波彎曲(正如單面鏡一樣),從而實現讓聲音只朝一個方向傳輸,阻擋或者屏蔽外來的聲波的目的。
為了引導聲波,科學家提議交替不對稱地鋪設線性和非線性的材料層。一旦構成合適,當聲波從一邊進入時,它就必須進入這種超材料,接著被重新引導。卡薩提解釋道,這是因為,在兩個不同的方向上,聲波的頻率發生了變化。
這兩名物理學家已經從數學上證明,未來科學家能夠建造出這樣一種聲學超材料。勒普瑞表示,正如光子學一樣,以前科學家也沒有想到會出現非線性光子學,而現在非線性光子學的發展非常好。他表示,或許非線性聲學材料的制造可能要難一點,但有很多科學家正在努力讓其變成現實。 (劉霞)