新系统让声呐失效潜艇“隐身”

近日，瑞士洛桑联邦理工学院称，该校研究人员联合其它几个国际团队开发出一种使声波无失真地穿过无序媒介的系统，可消除从潜艇等物体上弹回的声波，使声呐无法检测到它们，从而让潜艇等“隐身”。相关研究结果发表在最新一期《Nature Physics》杂志上。

声呐是英文缩写“SONAR (Sound Navigation And Ranging)”的音译，其中文全称为：声音导航与测距，是利用水中声波对水下目标（如潜艇等）进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置。

潜艇在水下活动，以海水作掩护，侦察飞机、侦察卫星都难以发现它的行踪。但是，潜艇航行时发动机和螺旋桨发出的声音，庞大身躯对声波的反射，使潜艇很容易成为声呐捕捉的目标。为了提高潜艇的生存能力，各海军大国十分重视潜艇隐身技术的发展。

大多数天然材料都拥有无序的原子结构，该结构会干扰声波和电磁波的传播。当波与这些材料接触时，会向四周反弹并扩散开，且波的能量会逐渐消散，强度减弱。这也意味着，要利用波技术让数据或能量无损地通过这些波散射媒介，几乎是不可能的。

本研究开发的系统，可使声波无失真地穿过这些媒介。该系统采用微型扬声器作为声学中继器抵消波散射，并已成功在真实的声学系统上进行了测试。

研究人员称，他们在实验中构造了一个长约3.5米、充满空气的管子，并在其中放置各种障碍物，例如墙、多孔材料等，制造出声波无法通过的、高度无序的媒介。然后，他们将微型扬声器放置在障碍物之间，并安装电子控制设备来调整扬声器的声学特性。

这种有源声学控制方法有望应用于包含普通环境频率的声音，也可以用于消除从潜艇等物体上弹回的声波，使声呐无法检测到它们。而且，新研究背后的理论同样适用于光波或无线电波，因此能使物体“隐身”，或让人能透过不透明材料拍摄图像。