Een menigte van 29 staat stil, gepositioneerd als uitkijkposten in verschillende richtingen. Een getjilp doorbreekt de stilte voordat deze wordt vervangen door een duidelijk gezoem. Het gezoem wordt luider, valt dan abrupt terug in de stilte. Achtentwintig Lego-figuurtjes verschuiven een beetje - ze overleven. Maar een ongelukkige metgezel ligt op zijn rug, omvergeworpen door een onzichtbare kracht.

De boosdoener van deze miniatuurramp? Gerichte geluidstrillingen - ook bekend als tijdomkering - met dank aan Brian Anderson, hoogleraar natuurkunde aan de Brigham Young University.

"Tijdomkering is echt als buikspreken, Anderson zei. "Maar in plaats van onze stem naar een andere plaats te gooien, we concentreren trillingen op een doellocatie die mogelijk ver verwijderd is van waar de trillingen vandaan kwamen."

In videodemonstraties ingebed in de online versie van de Tijdschrift van de Acoustical Society of America artikel, Anderson en co-auteurs van studenten zetten een verscheidenheid aan objecten om. Als geluid op een Lego gericht is, de Lego springt in de lucht voordat het op de grond valt. Wanneer geluid zich richt op zout dat op een tafel is gestrooid, honderden korrels stijgen en dalen als een fontein. Het is een knipper-en-je-zult-het-moment (tenzij je in slow motion kijkt).

Noch een Time-Turner noch een DeLorean is nodig om tijdomkering te laten werken, precies omdat Anderson de tijd niet omkeert:hij keert geluidsgolven om. "Het wordt tijdomkering genoemd, maar we worden er niet jonger door, " hij zei.

In plaats daarvan, zijn team speelt een impuls af van een geluidsbron en registreert de reactie met een sensor (zoals een microfoon) op de beoogde locatie. Deze sensor vangt het hele geluid op terwijl de golven rond de omgeving stuiteren voordat ze de sensor bereiken. Het team gebruikt vervolgens software om het signaal om te keren en af ​​te spelen. Die eenvoudige omkering zorgt ervoor dat de golven op hun stappen terugkeren en ze rechtstreeks naar de beoogde locatie richten.

Hoewel deze techniek gemakkelijk Lego-figuurtjes kan omgooien, de toepassingen reiken verder. Sommigen gebruiken tijdomkering om nierstenen te vernietigen of onderwaterobjecten zoals onderzeeërs te lokaliseren. Anderson gebruikt het om scheuren op te sporen in opslagcontainers voor nucleair afval, en hij voorziet een aantal extra toepassingen op het gebied van onder meer privécommunicatie en gerichte ruisonderdrukking.

U hebt mogelijk een soortgelijk proces van tijdomkering meegemaakt buiten deze hightech-toepassingen, maar het had waarschijnlijk een andere naam.

"Sommige kamers hebben een natuurlijk scherpstellend effect, meestal op een plaats met een elliptisch gevormd plafond, waar je op de ene locatie kunt staan ​​en spreken en op een andere goed kunt luisteren:het wordt het fluistergalerij-effect genoemd, Anderson zei. "Met tijdomkering, we trainen onze apparatuur in wezen om elk type kamer als een fluistergalerij te gebruiken."

Gezien het enorme potentieel van tijdomkering, Anderson is gefocust op meer dan alleen het verbeteren van zijn Lego-ninjamoves. Maar, tenminste in de lagere school presentaties die hij heeft gedaan, het speelgoed is nuttig om wetenschap zowel toegankelijk als leuk te maken.

"In het begin kan wetenschap intimiderend en ingewikkeld lijken, maar als je zoiets als Lego-figuurtjes gebruikt om de kracht van wetenschap te demonstreren, misschien zullen ze beseffen dat als ze opgroeien, wetenschap kan hen in staat stellen om te blijven spelen."