Imagina poder escuchar música, un pódcast o mantener una conversación sin necesidad de auriculares y sin molestar a quienes te rodean. Esto ya no es ciencia ficción. Un estudio publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences y a cargo del investigador Jia-Xin Zhong ha desarrollado una tecnología que permite generar sonido en puntos específicos del espacio, creando enclaves audibles personalizados. Esta innovación podría transformar la comunicación, el entretenimiento y las experiencias inmersivas de audio.

¿Por qué es difícil controlarlo?

El sonido es una vibración que viaja en forma de onda a través del aire. Se origina cuando un objeto se mueve, provocando la compresión y descompresión de las moléculas del aire. Su tono está determinado por la frecuencia de las vibraciones: las bajas producen sonidos graves, mientras que las altas generan sonidos agudos.

Sin embargo, controlar su dirección es complicado debido a la difracción, un fenómeno que provoca que las ondas sonoras se expandan en su trayectoria. Este efecto es especialmente pronunciado en frecuencias bajas, dificultando la confinación del ruido a un área específica. Aunque existen altavoces direccionales, estos siguen emitiendo sonido a lo largo de su trayectoria, sin aislarlo completamente en un punto determinado.

La ciencia detrás de los enclaves audibles

Los investigadores han encontrado una solución utilizando haces de ultrasonido que se curvan por el espacio mediante un principio conocido como acústica no lineal. El ultrasonido consiste en ondas con frecuencias superiores a los 20 kHz, inaudibles para el oído humano, pero que pueden interactuar con materiales y otras ondas de formas innovadoras.

El secreto de esta tecnología radica en la generación de nuevas frecuencias audibles a partir de la combinación de haces de ultrasonido. Cuando dos haces con frecuencias ligeramente diferentes se cruzan en un punto específico, crean una onda de frecuencia audible solo en esa intersección. Esto se logra gracias al uso de metasuperficies acústicas, materiales que manipulan las ondas sonoras de forma precisa, permitiendo que los haces ultrasónicos se curven en su trayectoria y se encuentren en el destino deseado.

El principio clave es la generación de frecuencia de diferencia. Por ejemplo, si un haz ultrasónico de 40 kHz se cruza con otro de 39.5 kHz, su intersección generará un sonido de 500 Hz, dentro del rango audible para los humanos. Así, el sonido solo se percibirá en el lugar exacto donde los haces se cruzan, dejando el resto del entorno en silencio.

Aplicaciones potenciales de los enclaves audibles

Las aplicaciones de esta tecnología son amplias. En espacios públicos, podría permitir experiencias de sonido personalizadas sin necesidad de auriculares. Museos podrían ofrecer guías de audio distintas a cada visitante sin interferencias. En bibliotecas, los estudiantes podrían escuchar lecciones en audio sin molestar a otros.

En el automóvil, los pasajeros podrían disfrutar de música mientras el conductor recibe instrucciones de navegación sin distracciones. En entornos laborales, los enclaves de audio podrían habilitar conversaciones privadas sin riesgo de ser escuchadas por terceros. También se podrían crear zonas de cancelación de ruido en oficinas o espacios urbanos para reducir la contaminación sonora.

A pesar de su enorme potencial, esta tecnología aún enfrenta desafíos. La distorsión no lineal puede afectar la calidad del sonido, y la conversión de ultrasonido en audio audible requiere intensidades elevadas, lo que plantea problemas de eficiencia energética. Sin embargo, con más investigación y refinamiento, estos obstáculos podrían superarse.

Los enclaves de audio representan un cambio radical en la manera en que experimentamos el sonido. Al controlar su propagación de manera precisa, esta tecnología podría revolucionar la comunicación, la privacidad y el entretenimiento, ofreciendo una experiencia auditiva completamente nueva y personalizada. El futuro del sonido ha comenzado a transformarse, y las posibilidades son infinitas.

Referencia:

• Audible enclaves crafted by nonlinear self-bending ultrasonic beams. Link.