Naukowcy wykorzystali fale dźwiękowe do lewitacji przedmiotów

 Zespół naukowców w Szwajcarii opracował sposób lewitacji małych obiektów i ich transportu za pomocą… dźwięku.

 Za pomocą fal ultradźwiękowych - czyli fal dźwiękowych, których częstotliwość jest zbyt wysoka dla ludzi , aby je usłyszeć - naukowcy ze Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Technologii w Zurychu byli w stanie unosić w powietrzu drobne przedmioty, krople wody, ziarna kawy i kawałki styropianu bez jakiejkolwiek ingerencji z zewnątrz i kontrolować ich przemieszczanie, a nawet sprawiać, że lewitujące przedmioty były w stanie oddziaływać na siebie. Eksperyment jest bezprecedensowy, gdyż dotychczas wykorzystywane fale dźwiękowe były w stanie jedynie unosić przedmioty. Nigdy nie udało się nimi manewrować w przestrzeni.

Badania opublikowane w Proceedings of the National Academy of Sciences opisują w szczegółach proces lewitowania przedmiotów umieszczonych pomiędzy dwoma poziomymi platformami akustycznych generatorów: spód emituje fale o wysokich dźwiękach, zaś górna część odbija je z powrotem na dół, co w efekcie sprawia, że wszystko znajdujące się w polu działania lewituje i może być świadomie manipulowane w zależności od natężenia fal.

Powszechnie wiadomo, że fale dźwiękowe wywierają ciśnienie. Kiedy takie fale wygeneruje się między dwiema równymi powierzchniami, na skutek ich odbijania od powierzchni powstanie stała fala, w której ciśnienie całkowite i jej odbicie wzajemnie się wykluczają. Przedmioty umieszczone w miejscach wzdłuż fali o najniższej amplitudzie, znanej jako punkt węzłowy, wykazują tendencje do lewitowania w miejscu.

W przeszłości naukowcy byli w stanie unieść akustycznie kawałki styropianu, a nawet małe owady i ryby . Ale do tej pory, nikt nie doszedł do tego, jak  akustycznie lewitować przedmiotami i sprawiać, że przemieszczają się w przestrzeni , mimo tego że od strony teoretycznej było to wykonalne.

Piezoelektryczne kryształy i dźwięki

Dr. Daniele Foresti

- Teoretycznie nie ma różnicy między teorią a praktyką - mówił inżynier Daniele Foresti , członek szwajcarskiego zespołu uczonych - Ale w praktyce robi to zasadniczą różnicę.

Dr Foresti i jego zespół opracowali platformę zdolną do emisji dźwięku, która zbudowana była z drobnych piezoelektrycznych kryształków. Przy oddziaływaniu zmiennego napięcia, dochodzi do cyklicznego kurczenia i rozszerzania się kryształów. Gwałtowna zmiana kształtów krystalicznej struktury jest generatorem fal ultradźwiękowych, które są następnie odbijane od płyty z tworzywa sztucznego zawieszonej powyżej platformy.

Przez starannie modulowanie napięcia do każdego kryształu , Foresti i jego zespół był w stanie przemieszczać obiekty unoszące się nad różnymi fragmentami platformy. Udało im się nawet obracać zawieszoną w powietrzu wykałaczką. Lawirować znajdującym się w zawieszeniu kroplami wody i ziarenkami kawy. Doszło nawet do mini eksplozji w zetknięciu czystego sodu z kropelkami wody.

- Co kłuje w oczy najbardziej to fakt, że sama idea jest bardzo prosta . Ale aby to wszystko zadziałało w praktyce jest niezwykle skomplikowane - mówi Dr Foresti. – Wiele wysiłku i czasu zostało włożone aby właściwie zoptymalizować całą konstrukcję, a także właściwie manipulować wytwarzaną mocą.

Możliwość wpływania na materię na odległość stwarza szerokie pole możliwości w świecie nauki. Przykładowo dzięki temu kwasy nukleinowe mogą być wprowadzane do komórek – proces znany jako transfekcja DNA – bez obawy o ich zanieczyszczenie.

- Możesz bez ograniczeń bawić się komórkami w kropli jak w jakieś grze komputerowej - mówi Foresti.

Być może futurystyczna wizja poruszania się po ulicach lewitującą deskorolką jest jeszcze daleka od rzeczywistości, ale Daniele Foresti rości sobie nadzieje, że jego eksperymenty znajdą wkrótce swoje szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach nauki.

- Na razie to jest tylko fajna zabawka. Mam nadzieję, że może to być przydatne do czegoś w przyszłości – powiedział na koniec Foresti.

Źródło

http://unexplained.co/news/scientists-use-sound-waves-to-achieve-levitation/3767/

przekład i tłumaczenie: DT.