Marco Andrady in Juliu Adamovski z univerze v São Paulu (Brazilija) in Anna Bernasso z univerze Heriot-Watt v Edinburghu na Škotskem sta izvedla eksperiment akustične levitacije. Uspelo jim je obesiti penasto kroglico s premerom 50 milimetrov. Znanstveniki so rezultate raziskave predstavili v reviji Applied Physics Letters.
Leteče ribe
Za "suspenzijo" se uporabljajo ultrazvočni valovi, ki jih človeško uho običajno ne sliši. Pred tem so raziskovalci že prisilili levitacijo majhnih kapljic snovi, pa tudi "nestandardnih" predmetov, kot so žice in dvodimenzionalna letala.
Leta 2006 so zaposleni na oddelku za uporabno fiziko kitajske univerze Northwestern Polytechnic večkrat izvajali poskuse levitacije.
Vodja projekta Wen Jun Xie je začel z iridium in tekočimi živosrebrnimi kroglicami. Usmerjeni ultrazvok je preprečil težo in kroglice so se dvigale navzgor. To bi lahko našlo uporabo v farmacevtskih izdelkih: navsezadnje je znano, da včasih snovi medsebojno vplivajo na posode, v katere so postavljene. Zakaj ne bi izumili "leteče" žogice, ki se ne bo dotaknila sten plovila?
In potem se je Wen Jun Xie vprašal, kaj bi se zgodilo, če bi bilo živo bitje postavljeno na polje ultrazvočnega sevalnika? V času poskusa so pod oddajnik postavili različne male živali, ki so ustvarjale zračne vibracije z valovno dolžino približno 20 milimetrov, pri čemer so uporabljale pinceto: mravlje, pajke, hrošče, čebele, tadpole in majhne ribe. Nekatere živali so poskušale pobegniti, vendar jim ni uspelo, saj je ultrazvok pritisnil nanje. Toda pod vplivom vibracij so "poskočili" in viseli v zraku … Večina preiskovancev je zdržala celih 30 minut tega "mučenja". Na splošno so postopek zdržali normalno, le da se ribe zaradi pomanjkanja vode niso počutile dobro. Poleg tega je raziskovalcem uspelo odstraniti mladič iz jajc v območju ultrazvočnega polja. Wen Jun Xie je izjavil,da lahko rezultati poskusa prispevajo k pomembnim odkritjem na področju biologije.
Promocijski video:
Velike velikosti
Zdaj je skupini znanstvenikov iz Brazilije in Škotske prvič uspelo pokazati levitacijo predmeta, daljšega od dolžine zvočnega vala (14 milimetrov). "Akustična levitacija majhnih predmetov na tlačnih vozliščih stoječega vala je precej znana," je komentiral eden od avtorjev članka Marco Andrade. "Vendar pa je največja velikost delcev, ki jo lahko na ta način levitaramo, četrtina valovne dolžine, torej le štiri milimetre," razlaga Marco Andrade. "V našem članku prikazujemo, da kombinacija ultrazvočnih oddajnikov lahko dvigne veliko večji predmet v zrak."
Poskusi, da bi naredili ravne predmete večje levitacije, so v preteklosti že izvajali drugi strokovnjaki. Toda potem jim je le uspelo ustvariti učinek navpičnega pritiska in raziskovalci so bili prisiljeni, da na iglo nataknejo predmete, da ne bi dobesedno odleteli …
Marco Andrade in njegova ekipa so levitacijski objekt prisilili v stabilen položaj brez dodatnih ukrepov. Inženirji so zgradili sistem "stativa" ultrazvočnih pretvornikov, da bi zagotovili vertikalni in bočni tlak. Njihov nagibni kot in število se lahko spreminjata. A bistvo je isto: med kroglico in oddajniki se ustvari stoječi zvočni val, ki predmet dvigne v zrak. Dvižna sila ultrazvoka je taka, da se žogica dvigne na višini sedem milimetrov (ta razdalja je približno polovica dolžine zvočnega vala).
Obseg aplikacije je prostor
Po mnenju razvijalcev je teoretično mogoče, da predmeti najrazličnejših oblik in velikosti "letijo", poleg tega pa spreminjajo svoj položaj v zraku.
Če obvladamo tehnologijo akustične levitacije, bo to po mnenju znanstvenikov omogočilo uspešno delo z vročimi materiali in tekočinami, na primer v razmerah mikrogravitacije vesolja. Ker na orbiti kapljice snovi zaradi površinske napetosti pridobijo večje velikosti, kot jih imamo na Zemlji, je treba najprej "vaditi" na večjih "primerkih" …