Фото: ETH Zurich
Ученым и раньше удавалось благодаря звуковым волнам удерживать в воздухе небольшие объекты, в том числе насекомых и рыб, но теперь исследователи из Швейцарии выяснили, как с помощью силы звука перемещать предметы в воздухе.
«Прорыв в акустической левитации позволит физикам применять этот очень мощный метод в различных сферах, включая фармацевтическую отрасль и производство электроники», - сказал автор исследования, инженер-механик Димос Поликакос из научно-технического университета Швейцарии, опубликовавший результаты тестов в профильном онлайн-издании «Труды Национальной академии наук».
Команда Поликакоса провела ряд экспериментов, такие как объединение в воздухе капель воды или химических растворов, вставка ДНК в клетку и даже приготовление крошечной порции растворимого кофе. Также исследователи смогли удерживать в воздухе деревянную зубочистку, поворачивать и перемещать ее. Ученые объяснили, что звуковые волны оказывают давление, когда сталкиваются с поверхностью объекта. Это практически незаметно глазу, пока интенсивность колебаний волн не станет достаточно высокой, и звук сможет противодействовать влиянию гравитации.
Как пишет The Washington Post, Поликакос и его коллеги использовали звук громкостью около 160 децибел, чего вполне достаточно, чтобы человеческая барабанная перепонка лопнула, поскольку это громче, чем звук стартующей ракеты, поэтому ученые работали в специальных наушниках. Они воспользовались тем, что частота звука также имеет значение для проведения акустической левитации, и использовали волну с частотой 24 000 Гц, что сопоставимо с ультразвуковым свистком для собак, который человеческое ухо не воспринимает, потому что предельный диапазон для органов слуха у людей составляет около 20 000 Гц.
Исследователи сделали поле для эксперимента, похожее на шахматную доску. Каждая пластина-клетка производила свой собственный звук, и если он был достаточно сильным, то объекты могли парить и перемещаться в пространстве. «Сложнее всего было добиться того, чтобы вещи от клетки к клетке перемещались осторожно, без повреждений», - отметил ведущий автор исследования Даниэле Форести. В итоге инженер-механик понял, что ключ к успеху заключается в балансе, то есть, ему приходилось удерживать определенную силу и частоту звуковых волн и регулировать передвижение капель.
Команда Поликакоса провела ряд экспериментов, такие как объединение в воздухе капель воды или химических растворов, вставка ДНК в клетку и даже приготовление крошечной порции растворимого кофе. Также исследователи смогли удерживать в воздухе деревянную зубочистку, поворачивать и перемещать ее. Ученые объяснили, что звуковые волны оказывают давление, когда сталкиваются с поверхностью объекта. Это практически незаметно глазу, пока интенсивность колебаний волн не станет достаточно высокой, и звук сможет противодействовать влиянию гравитации.
Как пишет The Washington Post, Поликакос и его коллеги использовали звук громкостью около 160 децибел, чего вполне достаточно, чтобы человеческая барабанная перепонка лопнула, поскольку это громче, чем звук стартующей ракеты, поэтому ученые работали в специальных наушниках. Они воспользовались тем, что частота звука также имеет значение для проведения акустической левитации, и использовали волну с частотой 24 000 Гц, что сопоставимо с ультразвуковым свистком для собак, который человеческое ухо не воспринимает, потому что предельный диапазон для органов слуха у людей составляет около 20 000 Гц.
Исследователи сделали поле для эксперимента, похожее на шахматную доску. Каждая пластина-клетка производила свой собственный звук, и если он был достаточно сильным, то объекты могли парить и перемещаться в пространстве. «Сложнее всего было добиться того, чтобы вещи от клетки к клетке перемещались осторожно, без повреждений», - отметил ведущий автор исследования Даниэле Форести. В итоге инженер-механик понял, что ключ к успеху заключается в балансе, то есть, ему приходилось удерживать определенную силу и частоту звуковых волн и регулировать передвижение капель.
