Физики Цзе Дэн, Ориол Гуаш и их коллеги из университета Ла-Салье (Университет Рамона Льюля, Испания) построили лабораторную «черную дыру» — но не гравитационную, а звуковую: она поглощает попавший в нее звук, почти не отражая его обратно. Работа опубликована в журнале Applied Acoustics.
«Звуковая черная дыра» — акустический аналог настоящей: попав внутрь, звуковая волна замедляется, ее длина сокращается, а энергия концентрируется у дальнего конца структуры, где рассеивается за счет трения и теплообмена и почти не возвращается обратно. «В идеальном случае, войдя в звуковую черную дыру, волна уже не выходит наружу», — пояснил Гуаш.
Обычно такие устройства делают, встраивая кольца прямо в стенки трубы. Новизна работы — в том, что кольца закрепили на центральном стержне. Благодаря этому структуру можно напечатать на 3D-принтере отдельно и просто вставить в уже существующий воздуховод. Прототип длиной 15 сантиметров содержал 29 колец на стержне; его испытали в импедансной трубе с динамиком и микрофонами.
Измерения в целом совпали с расчетами: полностью эхо устройство не убирало, но отражало звук слабее обычной конструкции в широком диапазоне частот. По мнению авторов, вставная конструкция работает как звуковая черная дыра в более широком диапазоне, чем традиционные варианты.
Главное применение — борьба с шумом в воздуховодах и глушителях. Команда уже изучает двумерные и трехмерные версии для акустики помещений. Среди нерешенных проблем — частицы, которые могут засорять полости, а также влияние температуры, давления и движения воздуха в реальных условиях. Пока это лабораторный прототип, но принцип может лечь в основу компактных и настраиваемых шумопоглотителей для техники, вентиляции и помещений.
Ранее физики выяснили, что темная энергия сначала тормозила Вселенную, а потом разогнала ее.