声学巴尔丁求和规则概念示意图以及量子与声学散射模式的比较。（港大图片）
基础物理学的“质量定律”（Mass Law）指出，墙体越厚重，房间越安静，为隔音材料同时保留效果和通风带来两难。香港大学工程学院机械工程系教授方绚莱领导的科研团队，借鉴原本用于揭示原子核电极化率与磁极化率与其光吸收之间关系的“巴尔丁求和规则”，将其重构应用于宏观声波，建构出实现最优声散射的通用数学蓝图，为打造兼顾通风与超宽频降噪的系统开辟全新门路。
论文第一作者屈思超解释，团队发现消波截面（Extinction cross section）的积分，从根本上受制于散射体的静态有效质量和刚度。我们无法在所有频率上完美阻挡消音，但可对这个有限的“散射预算”进行最优重分配，从而显著拓展范围。利用全新推导出的“声学巴尔丁求和规则”，研究人员预测出实现异常宽频传输损失的最佳设计条件，设计出一种将单一离散共振与连续背景结合的最简物理系统“法诺共振器”。在风道实验中，与传统的吸音泡棉衬垫和亥姆霍兹共振器相比，这种极简结构展现出极为优异的宽频隔音性能。
研究应用层面十分广泛。方绚莱解释，后续发展可改善大众生活质素，例如在室内享受宁静环境的同时，外界交通噪音已大幅降低；医院深切治疗部不再充斥呼吸机持续不断的轰鸣声；飞机客舱内乘客交谈时亦无需提高声量。他形容：“令人出乎意料的是，我们的法诺结构异常简洁，它代表着实现因果最优散射所需的最小物理元件组合。”
香港新闻社
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