Hangálca készül a tengeralattjáróknak

Egy új ultrahangos álcázó módszer egyaránt bemutatkozhat a gyógyászatban és a hadiiparban is.

"Nem a hang elfojtására koncentrálunk, hanem a hanghullámok körbevezetésére a szerkezetek körül" - idézte Nicholas Fang professzor szavait a Discovery News. A hangálca alkalmazásával az orvosok nagyon apró daganatokat is felfedezhetnek, ugyanakkor a haditengerészet elrejtheti tengeralattjáróit az ellenséges hangradarok elől.

"Ha egy tengeralattjárót olyan bevonattal látunk el, ami meghajlítja az akusztikus hullámokat, mielőtt azok nekiütköznének a felszínének, finoman körbevezetve a tengeralattjáró körül, akkor a jármű rejtve maradna a szonárok előtt" - magyarázta Fang professzor. Ugyanez a technika alkalmas lenne nagy felbontású, méhen belüli felvételek készítésére, amivel a magzatot vizsgálhatnák minden eddiginél alaposabban, vagy korábban észlelhetetlen, parányi daganatok detektálására is.

A láthatatlansági álcák, legyen az fény vagy hangálca, a hullámok manipulálásán alapulnak. A Harry Potter stílusú láthatatlanná tevő álcák a fénysugarakat, míg az akusztikusan észlelhetetlenné tevő álca a nyomás hullámait manipulálják. Bármilyen hullámtípusról legyen szó, az alapelv gyakorlatilag azonos: meg kell hajlítani a hullámot az objektum körül, anélkül, hogy az megtörne. A különbség valójában a hullámok méretében van. A hanghullámok nagyobbak az elektromágneses hullámoknál. Bármely hullám manipulálásához a hullám méreténél sokszor kisebb szerkezetekre van szükség.

A manipuláláshoz alkalmas anyagoknak, az úgynevezett metaanyagoknak a tulajdonságait fizikai szerkezetük határozza meg, nem pedig kémiai összetételük, mint hagyományos társaikét. Egy optikai metaanyag fizikai szerkezete nanométerekben mérhető, szemben egy ultrahang metaanyagok mikronjaival, melyek sokkal könnyebben kutathatóvá teszik ez utóbbi típust, tette hozzá Fang.

A hangálca működését tekintve egy kicsit egy hangszerre hasonlít. A hangszerek gondosan kimunkált mélyedéseikkel, barázdáikkal erősítik fel a hanghullámokat. A hang metaanyag kockákat és nyolcszögeket használ a lyukak létrehozására, amik azután meghajlíthatják a hullámot a felszín körül.


A hang metaanyag kockáival és nyolcszögeivel
A hang metaanyag legkézenfekvőbb alkalmazása a tengeralattjárók bevonása lenne, melyek így észlelhetetlenné válnának a hangradarok számára. A hullámok eltérítése mellett a CD méretű metaanyag képes a hanghullámok összpontosítására egy szubmilliméter méretű területre, ami messze felülmúlná a hagyományos ultrahang berendezések hatásfokát. Ezt nevezik szuperlencsének, ami lehetővé teszi az orvosok számára a hagyományos módszerekkel láthatatlan tumorok, vagy a magzatok nagyobb felbontású vizsgálatát. "Láttunk néhány izgalmas demonstrációt" - mondta Fang. "Ahhoz azonban, hogy a gyakorlatban is alkalmazhatók legyenek további három-öt évre lesz szükség."