Metamateriale kan bøje lyden bagvendt

Metamaterialer er en ny klasse af kunstige materialer, der opfører sig grundlæggende anderledes end naturlige materialer.

For eksempel er der konstrueret materialer, der kan få lys og andre elektromagnetiske bølger til at afbøjes den modsatte vej. De kan være med til at bane vejen for den usynlige kappe.

Nu har et engelsk hold af matematikere regnet sig frem til, at sådanne materialer også må kunne fremstilles på en måde, så de får lydbølger til at afbøjes den anden vej.

Det er særdeles brugbart, hvis sådan et materiale kan fremstilles i praksis. For eksempel vil man kunne producere akustiske linser, der vil kunne give en langt finere billedopløsning, blandt andet til fosterskanninger eller skanninger af undergrunden.

Normalt er der en nedre grænse for billedopløsning på cirka en halv bølgelængde. Men denne grænse gælder kun for linser, der er lavet af naturlige materialer.

Vaniljekranse-huller med en åbning i siden

Forskerholdet, ledet af Sebastien Guennuau ved University of Liverpool, England, har designet et materiale, som i teorien vil have denne egenskab.

Materialet består af en stribe vaniljekranse-huller i en tynd siliciumplade. Hvert hul er åbnet i den ene side, så resultatet ligner et C. Åbningen i C'et vender mod et andet C's åbning, og der er solide stænger på hver side af parret. Stængerne har egenskaber som kulstofnanorør.

Modellen viser, at hvis afstande og størrelser er optimale, så vil materialet give en negativ afbøjning (refraktion) af bestemte lydbølger.

Det vil give mulighed for at bygge en superlinse, som kan forfine ultralydsskanningers billedopløsning, skriver Newscientist.

Men især skanninger af undergrunden bruger lange bølgelængder, og her er den sædvanlige begrænsning med den halve bølgelængde snærende, så her er der store muligheder for forbedring.

Forskergruppen viste også, at det var muligt helt at standse en lyd i materialet. Og det åbner i teorien mulighed for produkter som nye støjdæmpere eller jordskælvsdæmpere til huse.

Dokumentation

Artikel i New Journal of Physics

Emner : Matematik