เรือดำน้ำล่องหนได้อย่างไร?

กลุ่มนักวิจัยได้ทำการค้นคว้าเพื่อสร้างวัตถุที่สามารถยอมให้คลื่นเสียงผ่านได้โดยไม่มีสัญญาณรบกวนใด ๆ ซึ่งสามารถแสดงผลโดยใช้การจำลองทางคอมพิวเตอร์ ถ้าหลักการนี้พิสูจน์แล้วได้ผล มันจะเป็นการปูทางสำหรับการใช้งานด้านทหาร เช่น เรือดำน้ำล่องหนได้เท่านั้น และยังใช้กับห้องประชุมที่เกิดเสียงก้องหรือการบินที่ราบเรียบยิ่งขึ้น

สถานีเรดาร์สามารถตรวจพบเป้าหมาย เช่น เครื่องบิน ค้างคาว และแมลงโดยการปลดปล่อยคลื่นวิทยุและคลื่นเสียงซึ่งจะไปกระทบกับวัตถุเหล่านั้นและสะท้อนกลับมา จุดสำคัญของหลักการซ่อนตัวจากคลื่นเสียงคือทิศทางการไหลของคลื่นเสียงที่ผ่านไปรอบ ๆ วัตถุนั้น ๆ แต่ไม่สามารถตรวจพบการมีอยู่จริงของวัตถุนั้นได้ เนื่องจากไม่มีคลื่นเสียงที่สะท้อนกลับมายังเครื่องรับฟัง แต่ยังไม่มีใครที่สามารถพิสูจน์คุณสมบัติเหล่านี้ได้หรือแม้แต่รู้ว่ามันสามารถเป็นไปได้

Steven Cummer วิศวกรไฟฟ้าจากมหาวิทยาลัย But Duke และทีมสามารถระบุคุณสมบัติด้านคลื่นเสียงที่จำเป็นต้องใช้ในการออกแบบวัตถุลักษณะนี้ได้ ทีมงานส่วนหนึ่งทำงานด้านคลื่นแสง ได้ทำการเปิดเผยความลับของคุณสมบัติการล่องหน (Science, 20 ตุลาคม 2006) และในขณะนี้กลุ่มของคัมเมอร์ได้ค้นพบความเหมือนกันกับงานวิจัยนั้น ซึ่งเป็นความสัมพันธ์กับการระงับการส่งผ่านของเสียง ข้อมูลนี้ได้ถูกรายงานผ่านระบบออนไลน์ใน Physical Review Letters ฉบับวันที่ 14 มกราคม 2008 ทีมวิจัยได้เสนอคุณสมบัติที่เรียกว่า Sonic Anisotropy จากการจำลองทางคอมพิวเตอร์และการคำนวณ ซึ่งคุณสมบัตินี้ของวัตถุจะสามารถยอมให้คลื่นเสียงผ่านไปในวิถีทางเดียวหัน ไม่ว่าจะมีคลื่นเสียงแต่ละคลื่นจะมีทิศทางเริ่มต้นมาจากทิศใดก็ตาม

กุญแจสำคัญคือการสังเคราะห์วัสดุพิเศษ ที่ไม่มีในธรรมชาติและมีคุณสมบัติ anisotropy โดยให้คลื่นเสียงผ่านไปโดยจัดเรียงตัวไปในทิศทางเดียวกันได้ วัสดุนั้นควรผลิตจากกระบอกโลหะที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางหลาย ๆ เซนติเมตร หรือเล็กกว่าความยาวคลื่นของคลื่นเสียงที่สามารถได้ยินได้และไม่ทำให้เกิดการสะท้อนของคลื่นเสียงดังกล่าวด้วย และมีระดับของ anisotropy ที่มากกว่าวัสดุธรรมดาจะให้ได้ ซึ่งในขณะนี้ลักษณะของคลื่นเสียงดังกล่าวสามารถเป็นไปได้ทางเทคนิค แต่ยังไม่ได้ในทางปฏิบัติ

งานวิจัยนี้จะมีคุณประโยชน์มากในด้านการออกแบบผิวของเครื่องบินและท้องเรือที่ต้านการไหลของอากาศหรือน้ำ


รูปแสดงแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ที่ทำนายตำแหน่งของวัตถุที่แน่นอน ซึ่งสามารถยอมให้คลื่นเสียงผ่านได้โดยไม่มีสัญญาณรบกวนเกิดขึ้น ทำให้ไม่สามารถถูกค้นพบได้โดยใช้คลื่นเสียง