Tarnkappen für Schallwellen werden Realität

Ein Forscherteam vom Department of Electronics Engineering der Polytechnischen Universität Valencia hat gezeigt, wie eine Tarnkappe gegen Schallwellen verwirklicht werden kann. Damit könnten Kriegsschiffe gegen eine Ortung durch Sonar geschützt werden, doch auch ein Einsatz zum Lärmschutz wäre möglich.

Basis dafür sind sogenannte sonische Kristalle mit ungewöhnlichen akustischen Eigenschaften. In Simulationen hat das Team um José Sánchez-Dehesa gezeigt, dass mithilfe des vorgeschlagenen Materials ein Objekt effizient gegen Schall abgeschirmt werden könnte.

„Diese Arbeit ist sehr aufregend, da sie zeigt, dass eine akustische Tarnkappe auf eine Art verwirklicht werden kann, die erfreulich einfach erscheint“, kommentiert Steven Cummer von der amerikanischen Duke University gegenüber pressetext. Er hatte die theoretische Grundlage für die Arbeit der spanischen Forscher gelegt.

Die sonischen Kristalle werden aus Zylindern zweier verschiedener Materialien derart zusammengesetzt, dass eine bestimmte, ungleichmäßige Ausbreitung von Schallwellen im Komposit erreicht wird. Dadurch kann das künstlich gefertigte, sogenannte Metamaterial genutzt werden, um Schall um ein Objekt herumzuleiten und es damit zu tarnen oder abzuschirmen. „Ein solches Kompositmaterial ist einer der wenigen, wenn nicht der einzig dafür mögliche Zugang“, glaubt Cummer, dem der Ansatz der Spanier praktikabel erscheint.

In Simulationen haben die spanischen Forscher gezeigt, dass ihr Material Objekte gut gegen Schall abschirmen kann. 200 Lagen des Materials würden einen optimalen Schallschutz bieten, so das Ergebnis. „Wir hoffen, dass diese Arbeit zu experimenteller Forschung führt, in der die Leistungsfähigkeit des Materials demonstriert wird“, meint Sánchez-Dehesa. Dabei vertritt sein Team die Ansicht, dass mit besserer Fertigungstechnologie auch dünnere Materialien möglich sind.

Eines der ersten Einsatzgebiete für akustische Tarnkappen wären vermutlich Kriegsschiffe, die dadurch vor einer Ortung mittels Sonar geschützt werden könnten. Doch auch diverse zivile Anwendungen sind denkbar, etwa zur Optimierung der akustischen Eigenschaften von Konzertsälen oder auch, um Wohnräume vor Umgebungslärm zu schützen. Allerdings steht die Forschung nach geeigneten Materialien noch am Anfang, betont Cummer. Die Arbeit der spanischen Forscher auf diesem Gebiet wird im aktuellen New Journal of Physics http://www.njp.org vorgestellt.