10 galen saker du kan göra med ljud

Ljudet är ett ganska enkelt koncept. Stuff gör ljud och du hör det med dina öron. Men ljudvågor kan användas för att göra fantastiska saker, vissa som har praktiska tillämpningar inom vetenskap, konst och medicin (och vissa som inte gör det). Här är några av de skrämmaste sakerna som du inte visste att du kunde göra med ljud.

10

Eliminera det

Orfield Labs i Minneapolis har utformat vad de kallar världens tystaste rum, som de använder för att testa lågnivåbrus (till exempel en glödlampas humör). Väggarna är helt ljudabsorberande och ljudnivån har uppmätts på -9 decibel, vilket du kommer märka är så långt under tröskeln för mänsklig hörsel att det ligger i negativet. Det är så lugnt att du kan höra dina egna inre organ. Denna typ av sensorisk deprivation orsakar alla dina andra sinnen att öka, men kan också göra konstiga saker i ditt sinne och kropp. (Efter en lång tid i kammaren finns det en chans att du antingen utvecklar schizofreni eller förvärvar den mutanta förmågan att smaka på färger.) På grund av detta har den längsta som någonsin stannat i rummet 45 minuter innan det förmodligen buktas för deras hallucinationer.

9

Dölj från den

Antag att du camping över sjön från en annan campingplats. Under dagen kan du se att de har en stor fest som de inte bjudit in dig till, men du kan inte höra musiken. På kvällen hör du alla sina brasilianska spökhistorier och samtal, även om de är så långt borta kunde du inte höra en fest tidigare. Vad ger? Detta fenomen uppstår när ljudvågor byter riktning (brytning) baserat på temperaturförändringar i luften. Under dagen böjer ljudvågorna uppåt på grund av den svalare temperaturen ovanför marken. Detta skapar en "Shadow Zone" där du står - ljudvågorna flyger i grunden över huvudet. Eftersom det är baserat på temperaturförändringar sker detta även i havet, och ubåtsledare kan använda "Shadow Zones" till deras fördel för att gömma sig från sonar (och havmonster).

8

Vapna den

Som människor har vi en tendens att göra någonting tänkbart till ett vapen. Därför gjorde vi en pistol ur ljudet. Den långsträckta akustiska enheten är en sådan gadget. Det ser ut som en svart strålkastare, men det kan ställa en "stråle" av ljud på ett mål hundratals meter bort. Strålen sänder upp till 150 db, vilket minskar över avståndet. Vapnet kan användas för publikstyrning och för att bryta upp upplopp, eftersom den maximala ljudutgången (förutsatt att du står precis framför den) räcker för att orsaka allvarlig försvagande smärta, liksom permanent skada. På en mer positiv anteckning har dessa enheter använts på europeiska kryssningsfartyg för att avvärja somaliska pirater. Som äntligen bevisar att skriker så högt som möjligt, är det mest effektiva sättet att lösa en tvist.

7

Skapa konst

Det finns faktiskt ett sätt att du kan uppleva ljudvågor, och det innebär inte några dumma glasögon från The Magic School Bus. Det kräver helt enkelt en överföring av vågorna till ett synligt medium. Om du skulle oscillera en tallrik täckt av små partiklar (som sand) skulle du se att ljudvågor skapar mönster som kan användas för att göra otroligt symmetrisk konst. Studien av dessa mönster kallas cymatics. En av de första observatörerna av denna naturliga nyfikenhet var Galileo år 1632, som var förvånad över att upptäcka att partiklarna på en tallrik bildade parallella linjer när han skrapade den med en mejsel, vilket gav upphov till ett brusande ljud.

6

Döda någon

Teoretiskt är det möjligt att dödas av ljudtryck, men inte på det sätt du skulle tro. Om en explosion är stor nog kan den skapa det som kallas blastövertryck, vilket är den plötsliga ökningen i atmosfärstrycket som normalt följer en stor detonation. Detta medför också ett otroligt högt ljud, vilket du troligen inte ens skulle höra eftersom dina trumhinnor skulle ha splittrats vid cirka 160 decibel. Vid 200 decibel skulle trycket vara tillräckligt för att brista en lunga och orsaka andra inre skador. Detta orsakade förvirring under WWI, då soldater hittades döda trots att de inte hade några uppenbara utsatta skador. Så, den klassiska filmscenen av hjälten kastas av en eldboll, bara för att gå upp sekunder senare med öronen ringa något är komplett skit. I det verkliga livet skulle Rambo vara döv och död.

5

Bekämpa brott mot det

Snabbt, om du blev ombedd att avskräcka loitering vid en tunnelbanestation, vem skulle du hyra? En säkerhetsvakt? En grusig clown? Vad sägs om Mozart?

Många affärs- och stadsrepresentanter har börjat pumpa klassisk musik ut på gatan i höga brottområden, som parkeringsplatser, för att motverka brottslig verksamhet. Tankprocessen är att musiken är så motbjudande att folk inte vill hänga sig om det. Men det är också baserat på vetenskap: när du hör musik du inte gillar, dopaminproduktionen undertrycks, sätter dig i dåligt humör och gör att du vill undvika området. Eller kanske det bara gör människor mer lättsamma och lugna. Oavsett fallet verkar det fungera: London började spela klassisk musik i sina tunnelbanestationer 2003 och inom ett och ett halvt år rån och vandalism sjönk med en tredjedel. Och för alla du landsmusik fans, vet att någonstans finns det ett företag som använder din favoritmusik för att avsiktligt irritera människor utanför sin egendom.

4

Förvandla den till en laser

Lasrar är ganska coola, eller hur? En laser arbetar genom att ge ljus vid en mycket smal våglängd. Detta är ett effektivt sätt att flytta energi runt, och eftersom ljus reser i vakuum kan det användas överallt. På grund av detta hade lasrar bara någonsin gjorts av ljusvågor. Ljudvågor å andra sidan kräver ett medium för att gå igenom, vilket var anledningen till att idén att använda ljud i lasrar verkade långt borta.Men 2010 skapade forskare i Japan en enhet som avger dessa "fasor" vid 170 kHz, vilket är 8 gånger den högsta frekvensen människor kan uppfattas. Visst är det inte så spännande som en lasertändning på museet, men det har fortfarande användbara tillämpningar inom medicin och datorer.

3

Läka ett sår

Tala om medicin, vad händer om du befann dig med ett gapande sår som måste seared? Enkelt: skjut dig själv med en högintensiv fokuserad ultraljudsstråle! En HIFU Transducer är en apparat som kan användas för att fokusera akustisk energi så mycket att det skapar värme, i likhet med hur man håller ett förstoringsglas upp till solen kan bränna ett hål i uppfarten. Som en University of Washington professor i kirurgi sätter det "Du kan i princip göra samma sak med ultraljud." Enheten kan värma ett område så lite som en riskorn till hundratals grader Fahrenheit, och i en studie kunde man försegla punkterade lungor hos grisar med en 95% framgångsrik hastighet. Om två minuter. Detta är ett stort steg för icke-invasiv operation. Dessutom kommer det att ge uttråkad förortsbarn ett mer kreativt sätt att tortera myror.

2

Gå tillbaka i tiden

Ett av de mest intressanta nya forskningsområdena heter Arkaeoakoustics, och det är i grunden vad det låter som att använda ljud som ett verktyg i arkeologins studie. Varje rum i ditt hus har ett annat "ljud", beroende på hur rummet är utlagt och vilka dekorationer eller på väggen kommer du att få ett visst eko som är unikt för det rummet. Tanken här är att en historisk plats kommer att ha ett visst "ljud" till det också. Så beslutade forskare vid University of Salford i Storbritannien att ta reda på vad Stonehenge lät ut. De poppade ballonger och spelade in reverbet och ekon med en fältinspelare och analyserade sedan resultaten med en datormodell. De fann att Stonehenge var ett ganska reflekterande utrymme, med en reverbstid som liknar en föreläsningssal på grund av stenarnas plana ytor. Detta kan till och med ha bidragit till att det är andlig betydelse i det förflutna. Och tack vare Internet kan du besöka Stonehenge utan att lämna din stol.

1

Navigera med den (om du är en fågel)

Vi vet att många djur, som fladdermus, navigerar med supersoniska ljudvågor. Men tills nyligen kunde inte forskare få reda på exakt hur fåglar kunde flyga så stora avstånd och hitta vägen hemma. År 1997 blev 60 000 fåglar förlorade under en duva tävling från Frankrike till England när de korsade vägen för en Concorde jet. Istället för att undra högt varför folk tävlade tusentals duvor för underhållning, bestämde geofysiker Jonathan Hagstrum att det låga ljudet som gjordes av strålen (imperceivable to humans) bröt upp sina kompasser. Genom att analysera en serie studier kom Hagstrum fram till att fåglar skapade "sound maps" för att navigera, och oregelbunden terräng eller konstgjorda föremål skulle kunna förändra en fågelbana av misstag. Så nästa gång din vän utmanar dig till en duva tävling, skjuta hans med en lång rad akustisk enhet. Det lär dem! Det kommer också förmodligen att döda det.