Devenir intouchable pour des ondes acoustiques

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Les progrès des métamatériaux en nanotechnologie ont donné une réalité à l'invisibilité: des ondes lumineuses peuvent être guidées autour d'un objet de façon à le rendre comme invisible. Le concept est maintenant appliqué à des ondes élastiques sonores par des chercheurs du Karlsruhe Institute of Technology (KIT).

"Ce pourrait être un lieu de calme dans ces périodes festives et bruyantes," selon les chercheurs du KIT, qui ont réussi à appliquer les concepts d'invisibilité à l'inaudibilité d'ondes acoustiques dans une plaque. "La clé pour le contrôle des ondes, c'est une action spécifique sur leur vitesse locale en fonction de leur direction de propagation", selon le Dr. Nicolas Stenger de l'Institute of Applied Physics (AP).

Ils ont utilisé pour ce faire un matériau microstructuré composé de deux polymères: une plaque mince épaisse de l'ordre du millimètre avec un plastique souple et un plastique dur. Les ondes sont piégées dans cette plaque en suivant une trajectoire circulaire: elles ne peuvent ni entrer ni sortir. "Contrairement à d'autres protections anti-bruit, les sons ne sont ni absorbés ni réfléchis", dit le Professeur Martin Wegener de l'Institute of Applied Physics et coordinateur du DFG Center for Functional Nanostructures (CFN) au KIT. "C'est comme s'il n'y avait rien à cet endroit". Ces résultats viennent d'être publiés dans les "Physical Review Letters".
Abstract
Following a theoretical proposal [ M. Farhat et al. Phys. Rev. Lett. 103 024301 (2009)], we design, fabricate, and characterize a cloaking structure for elastic waves in 1 mm thin structured polymer plates. The cloak consists of 20 concentric rings of 16 different metamaterials, each being a tailored composite of polyvinyl chloride and polydimethylsiloxane. By using stroboscopic imaging with a camera from the direction normal to the plate, we record movies of the elastic waves for monochromatic plane-wave excitation. We observe good cloaking behavior for carrier frequencies in the range from 200 to 400 Hz (one octave), in good agreement with a complete continuum-mechanics numerical treatment. This system is thus ideally suited for demonstration experiments conveying the ideas of transformation optics.
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