港大借鑒量子理論 打造通風超寬頻降噪系統 可用於醫院飛機客艙

香港文匯報訊（記者 莫楠）基礎物理學的「質量定律」（Mass Law）指出，牆體越厚重，房間越安靜，為隔音材料同時保留效果和通風帶來兩難。香港大學工程學院機械工程系教授方絢萊領導的科研團隊，借鑑原本用於揭示原子核電極化率與磁極化率與其光吸收之間關係的「巴爾丁求和規則」，將其重構應用於宏觀聲波，建構出實現最優聲散射的通用數學藍圖，為打造兼顧通風與超寬頻降噪的系統開闢全新門路。

論文第一作者屈思超解釋，團隊發現消波截面（Extinction cross section）的積分，從根本上受制於散射體的靜態有效質量和剛度。我們無法在所有頻率上完美阻擋消音，但可對這個有限的「散射預算」進行最優重分配，從而顯著拓展範圍。利用全新推導出的「聲學巴爾丁求和規則」，研究人員預測出實現異常寬頻傳輸損失的最佳設計條件，設計出一種將單一離散共振與連續背景結合的最簡物理系統「法諾共振器」。在風道實驗中，與傳統的吸音泡棉襯墊和亥姆霍茲共振器相比，這種極簡結構展現出極為優異的寬頻隔音性能。

研究應用層面十分廣泛。方絢萊解釋，後續發展可改善大眾生活質素，例如在室內享受寧靜環境的同時，外界交通噪音已大幅降低；醫院深切治療部不再充斥呼吸機持續不斷的轟鳴聲；飛機客艙內乘客交談時亦無需提高聲量。他形容：「令人出乎意料的是，我們的法諾結構異常簡潔，它代表着實現因果最優散射所需的最小物理元件組合。」