Marco Andrady ja Juliu Adamovski São Paulon yliopistosta (Brasilia) ja Anna Bernasso Heriot-Watt-yliopistosta Edinburghista (Skotlanti) suorittivat akustisen levitaatiokokeen. He onnistuivat ripustamaan ilmaan 50 mm: n halkaisijan vaahtopallo. Tutkijat esittelivät tutkimuksen tulokset Applied Physics Letters -lehdessä.
Lentävä kala
"Suspensioon" käytettiin ultraääniaaltoja, joita ihmisen korva ei yleensä kuule. Aiemmin tällä tavoin tutkijat ovat jo pakottaneet levitaamaan pieniä ainepisaroita, samoin kuin "epästandardisia" esineitä, kuten johtimia ja kaksiulotteisia tasoja.
Vuonna 2006 Kiinan luoteis-ammattikorkeakoulun sovelletun fysiikan laitoksen työntekijät tekivät toistuvasti levitation-kokeita.
Projektipäällikkö Wen Jun Xie aloitti iridium- ja nestemäisillä elohopeahelmillä. Suuntainen ultraääni vastasi painovoimaa ja pallot nousivat ylöspäin. Tätä voitaisiin löytää lääkkeissä: tiedetäänkin, että joskus aineet ovat vuorovaikutuksessa niiden astioiden kanssa, joihin ne asetetaan. Miksi et keksisi "lentävää" palloa, joka ei kosketa aluksen seiniä?
Ja sitten Wen Jun Xie ihmetteli, mitä tapahtuisi, jos elävä olento sijoitettaisiin ultraäänisäteilijän kenttään? Kokeen aikana erilaiset pienet eläimet asetettiin emitterin alle tuottaen ilmavärähtelyt, joiden aallonpituus oli noin 20 millimetriä, käyttämällä pinsettejä: muurahaisia, hämähäkkejä, kovakuoriaisia, mehiläisiä, kurkkuja ja pieniä kaloja. Jotkut eläimet yrittivät paeta, mutta epäonnistuivat, koska ultraääni painutti heitä. Mutta värähtelyjen vaikutuksesta he "hyppäsi" ylös ja ripustettiin ilmaan … Suurin osa koehenkilöistä kestäi tämän "kidutuksen" koko 30 minuutin ajan. Yleensä he kestivät toimenpiteen normaalisti paitsi, että kalat eivät tunteneet olonsa hyväksi veden puutteen takia. Lisäksi tutkijat onnistuivat poistamaan paistinmunat ultraäänikentän vyöhykkeellä olevista munista. Wen Jun Xie totesiettä kokeilun tulokset voivat auttaa tärkeitä löytöjä biologian alalla.
Mainosvideo:
Suuret koot
Nyt ryhmä tutkijoita Brasiliasta ja Skotlannista on ensimmäistä kertaa onnistunut osoittamaan äänen aallonpituutta (14 millimetriä) pidemmän esineen levitation. "Pienten esineiden akustinen levitaatio seisovan aallon painesolmukoissa on melko hyvin tiedossa", kommentoi artikkelin yksi kirjoittaja Marco Andrade. "Suurin hiukkaskoko, joka voidaan saada levittämään tällä tavalla, on kuitenkin neljäsosa aallonpituudesta, toisin sanoen vain neljä millimetriä", Marco Andrade selittää. "Artikkelissamme osoitamme, että ultraäänilaitteiden yhdistelmä voi nostaa paljon suuremman esineen ilmaan."
Muut asiantuntijat ovat jo aikaisemmin yrittäneet tehdä huomattavan kokoisia tasaisia esineitä levittiviksi. Mutta sitten he vain pystyivät luomaan vertikaalisen paineen vaikutuksen, ja tutkijat pakotettiin torjumaan esineitä neulaan, jotta ne eivät kirjaimellisesti lentäisi pois …
Marco Andrade ja hänen tiiminsä pakottivat levitoivan esineen vakaaseen asentoon ilman lisätoimenpiteitä. Insinöörit rakensivat ultraäänimuuntimien "jalustan" järjestelmän tuottamaan sekä pystysuuntaista että sivuttaista painetta. Niiden kallistuskulmaa ja lukumäärää voidaan muuttaa. Mutta ydin on sama: pallon ja emitterien välille syntyy seisova ääniaalto, joka nostaa esineen ilmaan. Ultraäänen nostovoima on sellainen, että pallo kohoaa seitsemän millimetrin korkeudella (tämä etäisyys on noin puoli ääniaallon pituutta).
Sovelluksen laajuus on avaruus
Kehittäjien mukaan on teoreettisesti mahdollista saada monimuotoisten ja -kokoisten esineiden "lentäviä" ja lisäksi muuttaa niiden sijaintia ilmassa.
Jos akustisen levitation tekniikka hallitaan, niin se tiedemiesten mukaan antaa mahdollisuuden työskennellä menestyksekkäästi kuumien materiaalien ja nesteiden kanssa esimerkiksi avaruuden mikropainon olosuhteissa. Koska kiertoradalla ainepisarat saavat pintajännityksen vuoksi suurempia kokoja kuin meillä on maan päällä, sinun on ensin "harjoiteltava" isommilla "näytteillä" …