@ 2014.02.05 , 10:13

监听神器:单向声音传递器

科学家们已经研究出一种单向传递声音的机器。这种装置叫做声音循环器。它打破了声音和其他种类波双向传递的基本原则。这项发现发表在最新一期(1月30号)的《科学》杂志上,它将会使声音像单向镜子一样。利用这个装置,人们可以听到别人的谈话,但是他们自己却不会被别人听见。

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波的自然规律

所有的波,不论是可见光,声音,无线电波,还是别的种类的波,都有一个相同的物理特性,那就是时间反演对称性。意思就是说一个波在被发送出去之后总会被传回来。

Andrea Alù 是这项研究的主要完成人之一,他是德克萨斯大学奥斯汀分校的一名电气工程师,他说:“如果我能对你说话,你也同样能对我说话”
对于无线电波而言,研究人员利用有磁性的物质来使电子沿着一个方向旋转可以打破这一规则。这些无线电波能够探测出介质中两个相反方向的差异,从而阻止了逆传递。最后,传递塔能够播送出最高的40个瞬断,而没有无线电波反弹回来的信号。

单向声音传递

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但是到目前为止,研究人员还不知道如何对其他类型的波完成类似的实验。声波是空气中压力的震荡,为了完成这个伟大的声波实验,这个小组设计了一个带有小型 cpu(中央处理器)风扇的空腔,这个风扇会让空气以一定的速度旋转。当声波通过空腔时,它就会沿着三个管道中的一个路线通过(可以想象一下这就是一个海星,海星的中央带有有一个空腔,而每个管道就是海星的附属器官),而且每个管道的末端都有一个麦克风。

由于装置里的空气按照一个方向旋转,因此不同方向的声波可以 “感受到”这流动的空气的不同,从而阻止了反向的传递。最终,波可以按照一个方向传递,而不能沿着另外的方向传递,产生的结果就是单向的声音。

因此,举个例子来说就是,第一个管道末端的听众可以发送一个声音信号给第二个管道,但是听不到来自第二个管道的声音。第二个管道的声音可以传递给第三个管道,但是却接收不到来自第三个管道的声音。

广泛的应用

这项新的技术可以被用来设计成和单向玻璃类似的声音装置。有很多的神秘的方式可以利用这项技术,例如在侦查装置中。Andrea Alù 告诉livescience :“我可以听到你,但是你却探测不到我,你不知道我的存在。”除此之外,这个原理很有可能被用来设计单向的光波。

Sebastien Guenneau 是法国菲涅尔研究所一个超材料研究人员,他并没有参与到这项研究中,他认为,“这项发现将有可能导致很多有价值的应用,如果企业没有采用这个想法,那是很令人吃惊的事情。这项发现将会在高速公路,音乐设备,潜水艇和飞机的隔音设备上有绝佳的应用。”本文译自 livescience,由译者 老人爱怡 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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