Виновник этой миниатюрной катастрофы? Целенаправленные звуковые колебания — также известные как обращение времени — любезно предоставлены профессором физики Университета Бригама Янга Брайаном Андерсоном.
«Обратное время действительно похоже на чревовещание», — сказал Андерсон. «Но вместо того, чтобы направить наш голос в другое место, мы фокусируем вибрации в целевом месте, которое может быть далеко от того места, где возникли вибрации».В видеодемонстрациях, встроенных в онлайн-версию статьи в Journal of the Acoustical Society of America, Андерсон и соавторы-студенты переворачивают множество объектов. Когда звук нацелен на Lego, Lego прыгает в воздух, прежде чем упасть на землю.
Когда звуковые мишени разбрызгивают соль на стол, сотни зерен поднимаются и опадают, как фонтан. Это момент, когда вы моргнете, и вы его пропустите (если только вы не смотрите в замедленной съемке).
Ни Маховик времени, ни DeLorean не нужны, чтобы обращение времени работало, именно потому, что Андерсон не обращает время вспять: он обращает вспять звуковые волны. «Это называется обращением времени, но от этого мы не молодеем», — сказал он.Вместо этого его команда воспроизводит импульс от источника звука и записывает его отклик с помощью датчика (например, микрофона) в заданном месте. Этот датчик улавливает весь звук, когда волны отражаются от окружающей среды, прежде чем достичь датчика. Затем команда использует программное обеспечение, чтобы обратить сигнал и воспроизвести его.
Этот простой разворот заставляет волны повторять свои шаги и направлять их прямо в намеченное место.Хотя с помощью этой техники можно легко опрокинуть фигурки Lego, возможности ее применения расширяются.
Некоторые используют обращение времени для уничтожения камней в почках или обнаружения подводных объектов, например подводных лодок. Андерсон использует его для обнаружения трещин в контейнерах для хранения ядерных отходов и предполагает ряд дополнительных применений в таких областях, как частная связь и целевое шумоподавление.Возможно, вы сталкивались с подобным процессом обращения времени за пределами этих высокотехнологичных приложений, но, вероятно, он имел другое название.
«Некоторые комнаты обладают естественным эффектом фокусировки, обычно в месте с потолком эллиптической формы, где вы можете стоять и говорить в одном месте и достаточно хорошо слушать в другом: это называется эффектом шепчущей галереи», — сказал Андерсон. «С обращением времени мы, по сути, обучаем наше оборудование использованию любого типа комнаты в качестве галереи шепота».Учитывая огромный потенциал обращения времени, Андерсон сосредоточен не только на улучшении своих движений ниндзя из Lego.
Но, по крайней мере, в презентациях в начальной школе, которые он делал, игрушки полезны для того, чтобы сделать науку доступной и увлекательной.«Поначалу наука может показаться пугающей и сложной, но когда вы используете что-то вроде фигурок Lego, чтобы продемонстрировать силу науки, возможно, они поймут, что когда они вырастут, наука может позволить им продолжать играть».