Акустическая Левитация Предметов Однажды Может Сработать Для Людей

Тяговый луч s, не так давно ставший основным продуктом научной фантастики, совершил прыжок в реальность. Ранее ученые использовали акустические волны, чтобы заставить объекты волшебным образом левитировать — но только если они были очень маленькими. Теперь новый прорыв, о котором сообщили британские исследователи, открывает двери для левитации гораздо более крупных объектов, возможно, даже людей в один прекрасный день.

Обманывая гравитацию

Есть несколько способов поймать объекты в воздухе, по сути, заставляя их левитировать. Поезда на магнитной подвеске, например, буквально плывут по железнодорожным путям благодаря мощным электромагнитам. Существуют также оптические методы (лазеры) и даже тепловая левитация, которая использует разницу температур для подъема частиц. Однако ученые обнаружили, что использование акустических волн более привлекательно, поскольку вы можете захватывать неметаллы, будь то жидкие или твердые, — и результат может быть совершенно захватывающим.

Кредит: Youtube / Умнее с каждым Днем.

Способ акустической левитации заключается в излучении ультразвуковых волн от преобразователя, которые отражаются от отражателя. Взаимодействие между отраженными сжатиями создает стоячую волну, которая перемещается взад и вперед или вибрирует сегментами, а не перемещается с места на место. По существу, стоячая волна отменяет гравитацию, и объект между датчиком и отражателем, кажется, плавает.

Заслуга: Звуковая левитация.

Проблема с акустической левитацией заключается в том, что предыдущие исследования всегда показывали, что размер объекта ограничен размером используемой длины волны звука. Но теперь у исследователей Бристольского университета, возможно, есть способ преодолеть это ограничение.

«Исследователи акустики были разочарованы ограничением размера в течение многих лет, поэтому приятно найти способ его преодолеть. Я думаю, что это открывает двери для многих новых применений», — говорится в заявлении Асиера Марзо из Департамента машиностроения Бристоля.

Ранее, когда ученые пытались акустически левитировать более крупные объекты, они становились нестабильными и бесконтрольно вращались вместо того, чтобы плавать, пока в конечном итоге не выбрасывались, как обломки в торнадо. Понизив частоту акустической волны до слышимого диапазона (ниже 20 кГц), можно левитировать более крупные объекты, так как длина волны увеличивается. Однако это также может стать опасным для людей, чьи уши теперь будут подвергаться воздействию более низких тонов.

Написав в письмах о физическом обзоре, исследователи показали, как быстро колеблющимися акустическими вихрями – или «торнадо звука» – можно управлять, изменяя направление закручивания вихрей, тем самым стабилизируя притягивающий луч. Используя этот подход, команда запустила ультразвуковые волны с шагом 40 кГц, что позволило притягивающему лучу подвесить в воздухе 2-сантиметровую сферу из полистирола. Может показаться, что это не так уж много, но сейчас это самый большой объект, когда-либо поднимавшийся в воздух.

Помимо того, что это невероятно круто, приложения включают в себя бесконтактное управление капсулами с лекарствами или микрохирургическими инструментами внутри человеческого тела. Бесконтактное управление особенно увлекательно, поскольку оно означает, что теперь хрупкие предметы можно собирать, не прикасаясь к ним. Более того, исследователи говорят, что они могут использовать этот метод для левитации еще более крупных объектов, возможно, даже людей.