Megdönthetjük a természet törvényszerűségeit

Az ún. hanglencsékkel úgy tudjuk fókuszálni a hangot, ahogyan a mikroszkóp lencséivel a fényt. Mindazt, hogy a lencsével a hang és fény hullámaival egyszerre tudjunk dolgozni, zavarja az elhajlás jelensége, amelynek következtében a hullámok szétszóródnak. Ha hagyományos lencsével dolgozunk, a hullámokat nem tudjuk a fény hullámhosszának felénél kisebb területre fókuszálni. Ha mindezt meg akarjuk oldani, akkor a lencséknek vissza kell hajlítaniuk a fényt.

Vízzel töltve az alumíniumlap üregei fókuszálják az ultrahangot © Nicholas Fang

A természetben előforduló egyetlen anyag sem képes negatív előjelű fénytörésre (azaz fényhajlításra), a laboratóriumokban előállított mesterséges anyagok, az úgynevezett metaanyagok képesek minderre. Az Illinoisi Egyetemen egy kutatócsoport ezen dolgozik jelenleg Nicholas Fang vezetésével. Hangfókuszáló készülékük egy vékony, rezonáns üregekből álló alumíniumtömb, aminek méretei úgy vannak kialakítva, hogy az ultrahang tartományba eső hullámokkal képes reakcióba lépni. A vízzel megtöltött üregek olyanok Fang állítása szerint, mint az orgona sípjai - amikor az ultrahangok áthatolnak az alumíniumtömbön, az üregek rezonálni kezdenek, a hangok pedig így válnak fókuszálttá. Mindez bizonyítékként mutatható fel arra, hogy az elektromagnetikai jelenségeket az akusztika területére is át lehet vinni.

Az elméleti fizikán alapuló rendszer hamarosan meghaladja a szükséges hullámelhajlási szintet, így létrejöhetnek akusztikai fókuszálóberendezések is. Míg ezen az elven hanggal burkoló vagy elrejtő készülékek is létrejöhetnek (beszámoltunk már korábban hasonló elképzelésekről), Fang szerint a legelső alkalmazások egyike vélhetően egy extra nagy felbontású klinikai ultrahangos képalakotó rendszer lesz, amivel úgy tudunk majd szervezetünkről éles képeket készíteni, hogy kevesebb energiát kell a szövetek közé sugároznunk.