Ученые создали машину (акустический циркуляционный прибор), работа которого нарушает фундаментальный принцип физики – двустороннее движение звука (и других волн). Новое исследование позволит построить акустический эквивалент зеркала одностороннего видения – ты будешь слышать другого, а он тебя – нет.
Волны любого типа (свет, звук, радио и т.д.) обладают важнейшим свойством – симметрией относительно обращения времени (Т-симметрией): посланная в одну сторону волна всегда может быть отправлена назад.
Что касается радиоволн, ученые давно научились нарушать этот закон с помощью магнитных материалов, заставляющих электроны крутиться в одном направлении. В итоге получились радиоволны, обнаруживающие разницу в материале (зависящую от направления), которая и предотвращает обратную передачу. И радиовышки передают музыку, новости и т.п., не опасаясь, что волны “отлетят” назад.
А что же делать со звуком (колебаниями давления в воздухе)? Группа ученых во главе с инженером-электротехником Андреа Алу (Andrea Alu) из Университета Техаса в Остине соорудила камеру с крошечными лопастями, которые гонят воздух с разной скоростью. По мере того, как звуковые волны проходят сквозь камеру, их прогоняют по одной из трех трубок, на конце которых закреплены микрофоны: представьте себе морскую звезду с полостью в центре и боковыми отростками-трубками.
Воздух гонится в одном направлении, так что волны, бегущие в разных направлениях, “чувствуют” его по-разному. В результате звук попадает в устройство, а выйти из него не может. Например, человек у первой трубки может посылать звуковые сигналы на вторую, а звуки из нее слышать не может. Вторая же трубка может посылать звуки на третью, но не получать их.
Некоторые сферы приложения нового изобретения очевидны – это шпионская аппаратура. “Я могу подслушивать вас, а вы никогда не услышите ни один звук, который я издаю”, – рассказывает Алу. Кроме того, по тому же принципу можно будет создавать односторонние световые волны.