Если хлопнуть в ладоши в пустой комнате, эхо расскажет о её размерах и форме. Каждый предмет — стул, книга, человек — добавляет в это эхо свою подпись: звук отражается от него особым образом. Авторы статьи придумали, как полностью переписать эту звуковую подпись. Они окружили область пространства замкнутой поверхностью из микрофонов и динамиков. Микрофоны ловят приходящий звук, а динамики тут же отвечают таким сигналом, что внутри области наступает тишина — словно там ничего нет.
В основе лежит простая идея. Если точно знать, как звук расходится от источника — это называют функцией Грина (своего рода «отпечаток» точечного всплеска), — можно подобрать ответный сигнал, который погасит любую внешнюю волну. Такой трюк делает невидимым для звука всё, что находится внутри. Это и есть акустическая невидимость. Но чудеса на этом не заканчиваются.
Если вместо «гасящего» сигнала подать на динамики другой, заранее рассчитанный, то любой падающий звук отразится так, будто внутри находится не спрятанный объект, а что-то совершенно иное. Скажем, деревянный ящик зазвучит как стеклянный шар. Это акустическая голография. А если совместить оба подхода, можно заставить один предмет звучать в точности как другой — своего рода звуковое перевоплощение.
Исследователи проверили метод в трёхмерном компьютерном моделировании. Звуковые волны распространялись шаг за шагом, как круги по воде. Они использовали короткие импульсы — резкие щелчки — и показали, что система работает в реальном времени. Более того, нужные сигналы для динамиков удалось извлечь прямо из данных, без сложных предварительных расчётов. Это открывает путь к практическим устройствам: от звуконепроницаемых комнат до концертных залов, где акустика меняется нажатием кнопки.
Человеческое ухо различает направление на источник звука с точностью до одного градуса — благодаря крошечной разнице во времени прихода волны в левое и правое ухо.
В романе «Гарри Поттер и философский камень» мантия-невидимка прячет героя от глаз; акустическая маскировка делает то же самое для ушей.