MAT — Metamaterial Absorption Technology (KEF)

Was absorbiert KEFs MAT genau, wie funktioniert die Labyrinthscheibe — und worauf bezieht sich die Angabe von 99 Prozent?

MAT ist eine flache Kunststoffscheibe hinter der Hochtonkalotte, in die bis zu dreißig unterschiedlich lange Kanäle labyrinthartig eingefaltet sind. Ihre Aufgabe ist eng umrissen: Sie soll den Schall aufnehmen, den die Kalotte nach hinten abstrahlt, damit er nicht durch die Membran zurück in den Hörraum gelangt. KEF hat sie zusammen mit der Acoustic Metamaterials Group entwickelt und 2020 mit dem Modell LS50 Meta eingeführt.

Jeder Lautsprecher gibt nach hinten genauso viel Schall ab wie nach vorn — bei der kleinen Kalotte für die hohen Töne landet dieser Schall in einer winzigen Kammer dahinter. Dort wirft er sich hin und her und drückt einen Teil davon wieder nach vorn durch, kurz nach dem eigentlichen Ton. Dieses Bauteil ist ein Fänger dafür: eine Scheibe mit vielen verschieden langen Gängen, in denen sich der rückwärtige Schall verläuft. Für Dich soll der Hochton dadurch sauberer wirken, besonders bei Stimmen und Becken.

Der Schall, der nach hinten geht

Eine Membran strahlt nach beiden Seiten ab. Was vorn Nutzschall ist, ist hinten gleich viel Schall mit umgekehrtem Vorzeichen — bei einer 25-mm-Kalotte trifft er auf eine sehr kleine, sehr steife Kammer. Kleine Kammern haben ihre Eigenresonanzen weit oben, also mitten im Arbeitsbereich der Kalotte. Was dort stehen bleibt, drückt zeitversetzt auf die Rückseite der Membran und erscheint im abgestrahlten Signal als Verfärbung, die im Frequenzgang als schmaler Zacken und in der Impulsantwort als Nachschwingen sichtbar wird.

Warum das mit Dämmwatte allein nicht zu lösen ist, beschreibt KEF für den Gehäusebau ausführlich: Absorption durch poröses Material wirkt dort am besten, wo die Luft sich schnell bewegt, und ihre Wirkung sinkt mit der Frequenz und mit dem verfügbaren Platz. In einer Kammer von wenigen Kubikzentimetern ist beides knapp.

Der klassische Ausweg ist ein Rohr: Man hängt hinter die Kalotte einen langen, sich verjüngenden und gedämpften Kanal, in dem sich der rückwärtige Schall totläuft. Das funktioniert, kostet aber Bautiefe — und genau an dieser Stelle setzt MAT an.

Dreißig Kanäle, jeder auf eine Frequenz

Der Begriff Metamaterial meint keinen neuen Werkstoff. Gemeint ist eine Struktur, die aus gewöhnlichem Material so aufgebaut ist, dass sie sich akustisch anders verhält, als es der Werkstoff für sich täte.

Das Bauprinzip ist ein alter Bekannter, vielfach ausgeführt: Ein Kanal, der an einem Ende offen und am anderen geschlossen ist, schluckt Schall am stärksten bei der Frequenz, deren Wellenlänge das Vierfache seiner Länge beträgt — ein Viertelwellenresonator. Ein einzelner Kanal wirkt deshalb nur schmalbandig. MAT staffelt bis zu dreißig davon in unterschiedlichen Längen nebeneinander, faltet sie platzsparend in eine Scheibe und lässt sie sich in ihrer Wirkung überlagern. Nach Herstellerangabe entsteht daraus eine breitbandige Absorption ab etwa 620 Hz aufwärts.

Die begutachtete Fassung dieser Arbeit steht in einem Beitrag von Sebastien Degraeve und Jack Oclee-Brown von GP Acoustics, vorgetragen auf der 148. AES-Convention im Mai 2020. Dort ist neben der Struktur selbst ein zweiter Punkt beschrieben, der in der Produktkommunikation untergeht: Es genügt nicht, einen guten Absorber zu bauen — er muss auch an den Wandler angekoppelt werden. Der Beitrag beschreibt dafür eine Anpassung über einen einparametrigen Hornverlauf zwischen Kalotte und Absorber. Als Ergebnis nennt die Kurzfassung Vorteile gegenüber exponentiell verjüngten Rohren, und zwar nicht nur in der Wirkung, sondern auch in Vielseitigkeit, Baugröße und Kosten.

Diese Reihenfolge ist für die Beurteilung nützlich: Das Verfahren war veröffentlicht und begutachtet, bevor es beworben wurde.

Was gesichert ist und was nicht

Die meistzitierte Zahl zu MAT ist zugleich die schwächste. KEF gibt an, die abgestimmten Kanäle nähmen 99 Prozent des unerwünschten rückwärtigen Schalls auf, verglichen mit rund 60 Prozent bei Lautsprechern, die anders vorgehen.

Was diese Zahlen nicht nennen: ob 99 Prozent auf Schalldruck oder auf Energie bezogen sind, über welchen Frequenzbereich gemittelt wurde, gegen welche Referenzanordnung gemessen wurde und was „Lautsprecher, die anders vorgehen" konkret bedeutet — ein leeres Gehäuse, eine mit Watte gefüllte Kammer oder ein gedämpftes Rohr sind drei sehr verschiedene Vergleichspunkte. Eine Angabe ohne diese Randbedingungen lässt sich weder nachrechnen noch widerlegen.

Der Belegstand steht damit auf drei Stufen, die man nicht gegeneinander eintauschen sollte:

Ebene	Belegstand
Wirkprinzip	begutachteter AES-Beitrag von 2020, Autoren aus dem Entwicklungshaus
Aufbau und Wirkbereich	Herstellerangabe: bis zu 30 Kanäle, ab etwa 620 Hz aufwärts
Wirkungsgrad der Absorption	Herstellerangabe ohne veröffentlichte Messbedingungen

Wo MAT nicht hilft

MAT wirkt hinter der Kalotte, nicht im Raum. Der Absorber sitzt in der Hochtoneinheit und nimmt deren rückwärtige Abstrahlung auf. Was der Hörraum mit dem nach vorn abgestrahlten Schall macht, bleibt unberührt — Reflexionen, Nachhall und Moden entstehen davon unabhängig.

Unterhalb von etwa 620 Hz greift die Struktur nicht. Ein Kanal für tiefere Frequenzen müsste entsprechend länger sein, und genau die Baulänge soll die Faltung ja einsparen. Das Bassgehäuse behandelt KEF weiterhin mit den üblichen Mitteln: Aufteilung des Volumens, gezielt platzierte Dämmwatte, Formgebung des Ports.

Der Absorber verbessert nicht die Abstrahlung. Bündelung und Sitz-zu-Sitz- Verhalten entscheidet die Geometrie des Uni-Q; MAT ändert daran nichts. Beide Bauteile sitzen im selben Chassis und lösen verschiedene Probleme.

Der Hörgewinn ist nicht beziffert. Zwischen „99 Prozent des rückwärtigen Schalls aufgenommen" und „hörbar sauberer" liegt ein Schritt, den KEF nicht belegt. Wie viel von der Verbesserung einer Meta-Generation auf den Absorber entfällt und wie viel auf die übrigen Änderungen derselben Überarbeitung, ist öffentlich nicht getrennt ausgewiesen.

Abgrenzung

Gegen das gedämpfte Rohr. Die Aufgabe ist dieselbe, die Bauform nicht: Wo ein sich verjüngendes Rohr Länge braucht, faltet MAT dieselbe Wirkung in eine Scheibe. Der AES-Beitrag stellt beide Ansätze ausdrücklich gegenüber.

Gegen Raumabsorber. Ein Absorber im Hörraum wandelt Schallenergie in Wärme um, die vorher im Raum war. MAT wandelt Energie um, die den Raum nie erreicht hätte, wenn die Kammer sie behalten hätte. Beide heißen Absorber und lösen verschiedene Aufgaben.

Gegen das Wort „Metamaterial" in der Werbung. Der Begriff beschreibt eine Struktur, keine Materialklasse und keine Wirkung. Ob eine solche Struktur etwas leistet, entscheidet sich an ihren Abmessungen und ihrer Ankopplung — der Name allein sagt darüber nichts.

Kompatible Produkte und Plattformen

Den Absorber führen die Baureihen LS50 Meta, R Meta, Reference Meta, Blade Meta, LS60 Wireless und Q Meta; eingeführt wurde er 2020 mit dem LS50 Meta.

Verknüpfte Inhalte

Das Chassis, in dem der Absorber sitzt, erklärt Uni-Q. Was Absorption physikalisch tut und wovon ihre Wirkung abhängt, steht unter Absorption und Absorptionsgrad; warum eine kleine Kammer ihre Eigenfrequenzen weit oben hat, unter Resonanz.

Quellen

Das Wirkprinzip stützt sich auf den Beitrag von Sebastien Degraeve und Jack Oclee-Brown auf der 148. AES-Convention im Mai 2020 — begutachtet, aber von Autoren aus dem entwickelnden Haus. Aufbau, Kanalzahl, unterer Wirkbereich und Modellzuordnung stammen aus KEFs Produktdokumentation und sind damit Herstellerangaben; für die Angabe von 99 Prozent veröffentlicht KEF keine Messbedingungen. Der Stand vor MAT — Behandlung stehender Wellen, Wirkung und Grenzen von Dämmwatte — ist KEFs technischer Veröffentlichung zur Reference-Serie entnommen.