Schallwellen bekommen Tarnkappen

Eines der Einsatzgebiete der akustischen Tarnkappen wären Kriegsschiffe, die so vor einer Ortung mittels Sonar geschützt werden könnten. Doch auch zivile Anwendungen sind denkbar, etwa zur Optimierung der akustischen Eigenschaften von Konzertsälen oder zum Schutz von Wohnräumen vor Umgebungslärm.

Basis der Tarnkappen sind so genannte sonische Kristalle mit ungewöhnlichen akustischen Eigenschaften. Nach Angaben des New Journal of Physics hat das Team um José Sánchez-Dehesa gezeigt, dass mithilfe des vorgeschlagenen Materials ein Objekt effizient gegen Schall abgeschirmt werden kann. “Diese Arbeit ist sehr aufregend, da sie zeigt, dass eine akustische Tarnkappe auf eine Art verwirklicht werden kann, die erfreulich einfach erscheint”, kommentierte Steven Cummer von der US-amerikanischen Duke University. Cummer hatte die theoretische Grundlage für die Arbeit der spanischen Forscher gelegt.

Die sonischen Kristalle werden aus Zylindern zweier verschiedener Materialien derart zusammengesetzt, dass im Kompositum eine bestimmte, ungleichmäßige Ausbreitung von Schallwellen erreicht wird. Dadurch kann das künstlich gefertigte, sogenannte Meta-Material 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”, so Cummer.

Die spanischen Forscher hatten in Simulationen gezeigt, dass ihr Material Objekte gut gegen Schall abschirmen kann. 200 Lagen des Materials bieten einen optimalen Schallschutz, so das Ergebnis. “Wir hoffen, dass diese Arbeit zu einer experimentellen Forschung führt, in der die Leistungsfähigkeit des Materials demonstriert wird”, meinte Sánchez-Dehesa. Mit einer besseren Fertigungstechnologie seien auch dünnere Materialien möglich. Die Forschung nach Materialien stehe allerdings noch am Anfang, sagte Cummer.