Первый в мире акустический изолятор позволяет вам слышать людей, но не позволяет им слышать вас

Исследователи из Университета Техаса сообщили, что им удалось создать первое в мире одностороннее акустическое устройство – дающее вам возможность слышать, но не позволяющее, чтобы кто-то слышал вас. Это нарушает фундаментальный принцип физики, известный как «обратная временная симметрия», который предполагает, что если волны могут двигаться в одном направлении, они должны быть способны двигаться и в обратном направлении. Другими словами, если вы можете кого-то слышать, то и они всегда могут слышать вас – за единственным исключением этого нового устройства.

Аппарат получил название «однонаправленного акустического циркулятора». На приведённом рисунке цветные стрелки показывают движение акустических сигналов. Если вы представите себе трёх человек, сидящих вокруг устройства, человека сверху может слышать только человек справа, а человека справа – только человек слева, и так далее.

Так каким же образом исследователям из Университета Техаса удалось нарушить обратную симметрию? На самом деле, это на удивление просто. Как вы может видеть на рисунке, внутрь круговой полости устройства встроены три обычных компьютерных вентилятора. К полости подсоединены три «порта» — акустические направляющие с микрофонами на концах. Когда вентиляторы выключены, звуковые сигналы симметрично разделяются между портами. Включив вентиляторы, и настроив их воздушный поток, можно добиться того, что звуки из Порта 1 будут прибывать только в Порт 2, а Порт 3 будет полностью изолирован. А если закрыть один из портов, то устройство превратится в звуковой изолятор – звуки в нём будут распространяться только в одном направлении.

У этой простой схемы великое множество потенциальных применений. Самые очевидные – это, конечно же, изоляция шумового загрязнения от автомагистралей, баров и ночных клубов. Возможно, подводные лодки, стелс-бомбардировщики и другая подобная техника могли бы использовать устройство для снижения своей акустической сигнатуры. Исследователи также работают над более миниатюрной версией аппарата, в которой не будет движущихся частей, а вместо них будет использоваться твердотельная электроника (электро-аэродинамическое нагнетание позволяет создать вентилятор без движущихся частей).

Техасская команда также работает над устройством, которое будет изолировать или циркулировать свет. Изоляторы и циркуляторы для радиоволн на сегодняшний день уже привычная для нас технология (они необходимы для ТВ- и радиовещания, радаров, а также многих других вещей), но проделать то же самое со светом – это совсем другая задача. Если вам удастся создать устройство, которое позволяет свету распространяться только в одном направлении – вы окажетесь в шаге от создания плаща-невидимки.