Все виды волн, будь это звук, свет или радиоволны, обладают свойством так называемой обратной временной симметрии (time reversal symmetry). Это означает, что волну, посланную в определенном направлении всегда можно отразить назад или послать подобную волну в обратном направлении. “Если я в состоянии говорить с Вами, то благодаря именно этому принципу и Вы можете говорить со мной” – поясняет Андреа Аллу (Andrea Alu), инженер из Техасского университета в Остине.
В случае с радиоволнами ученые уже давно выяснили методы, при помощи которых можно нарушить вышеупомянутый принцип, для этого используют магнитные материалы, электроны которых вращаются в одном направлении, препятствуя “обратному” распространению радиоволн. Для того, чтобы добиться подобного эффекта в отношении звуковых волн, которые являются колебаниями плотности воздуха, исследователи создали полость специальной формы, в которой установлены три вентилятора, заставляющие воздух двигаться в одном направлении с определенной скоростью. Звуковые волны, попавшие в полость, выходят наружу через одну из трех труб, на конце которых установлены чувствительные микрофоны.
Воздух в полости движется по кругу, за счет этого звуковая волна, вошедшая через одну трубу и распространяющаяся в направлении движения воздуха, беспрепятственно достигает следующей трубы по ходу движения воздуха. Но ее движение в обратном направлении затруднено тем же движением потока воздуха. В результате, звуковая волна, вошедшая в устройство акустического циркулятора через трубу 1, может пройти только одним путем и выйти наружу только через трубу 2. При этом, звук, вошедший в трубу 2, никогда не достигнет трубы 1, он может выйти наружу только через трубу 3. А это и есть ничто иное, как акустический полупроводник.
