La mayoría de los materiales naturales tienen una estructura atómica desordenada que interfiere con la propagación de las ondas sonoras y electromagnéticas. Cuando las ondas entran en contacto con estos materiales, rebotan y se dispersan, y su energía se disipa de acuerdo con una interferencia altamente complejapatrón, disminuyendo en intensidad. Eso significa que es prácticamente imposible transmitir datos o energía intactos a través de medios de dispersión de ondas y aprovechar al máximo el potencial de la tecnología de ondas.
Por ejemplo, no necesita buscar más allá de su teléfono inteligente: la función de geolocalización funciona menos bien dentro de edificios donde las ondas de radiofrecuencia se dispersan en todas las direcciones. Otras aplicaciones potenciales incluyen imágenes biomédicas y estudios geológicos, donde es importante poder enviarolas a través de medios altamente desordenados.
Un equipo de investigadores de dos laboratorios de la Escuela de Ingeniería de EPFL, que trabaja en asociación con TU Wien y la Universidad de Creta, ha desarrollado un sistema que permite que las ondas de sonido viajen a través de dichos medios sin distorsión. Utiliza pequeños altavoces como acústicosrelés para compensar la dispersión de la onda, y ha sido probado con éxito en un sistema acústico real. Su trabajo acaba de ser publicado en Física de la naturaleza .
Uso de altavoces para eliminar obstáculos
En el sistema de los investigadores, los pequeños altavoces se pueden controlar para amplificar, atenuar o cambiar la fase de las ondas de sonido. Eso les permite compensar la difusión que resulta cuando las ondas chocan con los obstáculos, y así reproducir el sonido original exactamente en elotro lado del medio desordenado.
¿Cómo funciona? "Nos dimos cuenta de que nuestros relés acústicos tenían que poder cambiar las amplitudes y fases de las ondas en ubicaciones estratégicas, para ampliarlas o atenuarlas", dice Romain Fleury, director del Laboratorio de Ingeniería de Ondas de EPFL LWE y coautor del estudio.
Los investigadores probaron su sistema construyendo un tubo lleno de aire y colocando varios tipos de obstáculos, como paredes, materiales porosos y chicanas, para crear un medio altamente desordenado a través del cual no pudieran pasar ondas de sonido. Luego colocaronsus pequeños altavoces entre los obstáculos y configurar controles electrónicos para ajustar las propiedades acústicas de los altavoces. "Hemos estado trabajando en el uso de altavoces controlados como absorbentes de sonido activos durante años, por lo que tenía sentido usarlos también para esta nueva aplicación".dice Hervé Lissek, jefe del grupo de investigación acústica del Laboratorio de procesamiento de señales 2 de EPFL LTS2 y coautor del estudio. "Hasta ahora, solo necesitábamos atenuar las ondas de sonido. Pero aquí tuvimos que desarrollar un nuevo mecanismo de controlasí que también podríamos amplificarlos, como cómo ya podemos amplificar ondas ópticas con láser ", agrega Etienne Rivet, otro coautor de EPFL que escribió una tesis sobre el tema. Su nuevo método, el único de su tipo en acústica-utiliza circuitos programables para controlar varios altavoces simultáneamente y en tiempo real.
Hacer objetos invisibles
El método de los investigadores para el control acústico activo es similar al utilizado en los auriculares con cancelación de ruido y podría usarse para sonidos que contienen frecuencias ambientales comunes. También podría usarse para eliminar las ondas que rebotan en objetos como los submarinos, haciéndolos indetectablesAdemás, la teoría subyacente a su trabajo es universal y podría tener aplicaciones paralelas en óptica o radiofrecuencias, para hacer que los objetos sean invisibles o para tomar imágenes a través de materiales opacos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela Politécnica Federal de Lausana . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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