Marco Andrady i Juliu Adamovski z Uniwersytetu w São Paulo (Brazylia) oraz Anna Bernasso z Uniwersytetu Heriot-Watt w Edynburgu (Szkocja) przeprowadzili eksperyment lewitacji akustycznej. Udało im się zawiesić w powietrzu piankową kulkę o średnicy 50 milimetrów. Wyniki badań naukowcy przedstawili w czasopiśmie Applied Physics Letters.
Latająca ryba
Do „zawieszenia” użyto fal ultradźwiękowych, których ucho ludzkie zwykle nie jest w stanie usłyszeć. Wcześniej w ten sposób badacze już zmuszali do lewitowania małych kropel materii, a także „niestandardowych” obiektów, takich jak druty i dwuwymiarowe płaszczyzny.
Jeszcze w 2006 roku pracownicy Wydziału Fizyki Stosowanej China Northwestern Polytechnic University wielokrotnie przeprowadzali eksperymenty lewitacyjne.
Kierownik projektu Wen Jun Xie rozpoczął od irydu i ciekłej rtęci. Kierunkowe ultradźwięki przeciwdziałały grawitacji i kulki poszybowały w górę. Może to znaleźć zastosowanie w farmaceutykach: w końcu wiadomo, że czasami substancje wchodzą w interakcje z pojemnikami, w których są umieszczone. Dlaczego by nie wynaleźć „latającej” kuli, która nie będzie dotykać ścianek statku?
A potem Wen Jun Xie zastanawiała się, co by się stało, gdyby żywą istotę umieszczono w polu emitera ultradźwiękowego? W trakcie eksperymentu pod emiterem umieszczano różne małe zwierzęta, wytwarzając wibracje powietrza o długości fali około 20 milimetrów, używając pęsety: mrówki, pająki, chrząszcze, pszczoły, kijanki i małe rybki. Niektóre zwierzęta próbowały uciec, ale nie udało im się, ponieważ naciskały na nie ultradźwięki. Ale pod wpływem wibracji „podskoczyli” i zawisli w powietrzu… Większość badanych wytrzymała całe 30 minut tej „tortury”. Na ogół znosili procedurę normalnie, z wyjątkiem tego, że ryby nie czuły się dobrze z powodu braku wody. Ponadto naukowcom udało się usunąć narybek z jaj w strefie pola ultradźwiękowego. Wen Jun Xie stwierdził:że wyniki eksperymentu mogą przyczynić się do ważnych odkryć w dziedzinie biologii.
Film promocyjny:
Duże rozmiary
Teraz grupie naukowców z Brazylii i Szkocji po raz pierwszy udało się zademonstrować lewitację obiektu dłuższego niż długość fali dźwiękowej (14 milimetrów). „Akustyczna lewitacja małych obiektów w węzłach ciśnienia fali stojącej jest dość dobrze znana” - skomentował jeden z autorów artykułu, Marco Andrade. „Jednak maksymalny rozmiar cząstek, które można zmusić do lewitowania w ten sposób, to jedna czwarta długości fali, czyli tylko cztery milimetry” - wyjaśnia Marco Andrade. „W naszym artykule pokazujemy, że połączenie emiterów ultradźwiękowych może unieść znacznie większy obiekt w powietrze”.
Próby lewitacji płaskich obiektów o znacznych rozmiarach podejmowali już w przeszłości inni specjaliści. Ale potem udało im się tylko stworzyć efekt nacisku pionowego, a badacze byli zmuszeni kłuć przedmioty na igle, aby nie odleciały dosłownie …
Marco Andrade i jego zespół bez dodatkowych środków ustawili lewitujący obiekt w stabilnej pozycji. Inżynierowie zbudowali system „trójnogu” przetworników ultradźwiękowych, aby zapewnić ciśnienie zarówno pionowe, jak i boczne. Ich kąt i liczbę pochylenia można zmienić. Ale istota jest taka sama: między kulą a emiterami powstaje stojąca fala dźwiękowa, która unosi obiekt w powietrze. Siła podnosząca ultradźwięków jest taka, że kula unosi się na wysokości siedmiu milimetrów (ta odległość jest w przybliżeniu równa połowie długości fali dźwiękowej).
Zakres zastosowania to przestrzeń
Zdaniem twórców teoretycznie możliwe jest „latanie” obiektów o najróżniejszych kształtach i rozmiarach, a ponadto zmiana ich położenia w powietrzu.
Jeśli opanuje się technologię lewitacji akustycznej, to zdaniem naukowców umożliwi to z powodzeniem pracę z gorącymi materiałami i cieczami, na przykład w warunkach mikrograwitacji kosmicznej. Ponieważ na orbicie kropelki materii, ze względu na napięcie powierzchniowe, przybierają większe rozmiary niż te, które mamy na Ziemi, musisz najpierw „ćwiczyć” na większych „okazach” …
