Un trio de cercetători de la University of Tokyo din Japonia a perfecţionat tehnica de producere a levitaţiei obiectelor prin adăugarea de mai multe difuzoare şi prin controlul punctului focal al undelor sonore care sunt obţinute cu această ocazie. În acest sens, aşa cum se descrie într-un studiu care a fost încărcat pe serverul arXiv, ei au propus o metodă prin care au reuşit să producă levitaţia şi deplasarea unor obiecte în spaţiul tridimensional.

 

 

În imagine: levitaţia şi deplasarea particulelor (în stânga imaginii). Extragerea şi reţinerea particulelor (dreapta).
Credit: arXiv:1312.4006 [physics. Class-ph].


Oamenii de ştiinţă au descoperit mai multe modalităţi prin care se poate realiza levitaţia unor obiecte, cum ar fi prin utilizarea aerului comprimat sau a magneţilor, acestea fiind doar două exemple, dar cu toate acestea cele mai multe astfel de tentative au lăsat mult de dorit atunci când s-a dorit să se obţină o levitaţie cât mai precisă (fără zgomot, prin metode simple etc.). Toate acestea i-au determinat pe cercetători să studieze utilizarea undelor ultrasonice. Până în prezent aceştia au reuşit să utilizeze energia undelor sonore pentru a ridica un obiect aflat pe o suprafaţă în aer şi apoi să-l menţină pe acesta în acea poziţie. Pentru că obiectul nu putea fi deplasat în orice altă direcţie, acest tip de levitaţie a fost considerat ca având loc în două dimensiuni. De data aceasta o echipă de cercetători a perfecţionat metoda de lucru prin adăugarea de mai multe difuzoare şi a unui sistem de control care permite deplasarea punctului focal al undelor sonore care sunt generate. Obiectele sunt capturate în punctul focal şi apoi sunt deplasate prin mutarea punctului focal.

În cadrul experimentelor cercetătorii au levitat şi au deplasat bile de polistiren de foarte mici dimensiuni. Ei au demonstrat abilitatea de a putea muta aceste bile practic în orice direcţie în tandem. Teste ulterioare au arătat că aparatele lor sunt capabile să producă levitaţia şi deplasarea unor mici componente electronice, a unei bucăţi de lemn şi a unei piuliţe de metal. Aceasta a reprezentat, probabil, cel mai impresionant obiect de masă mai mare care a putut fi făcut să leviteze. Cercetătorii au explicat faptul că două dintre difuzoare sunt folosite pentru producerea levitaţiei, în timp ce alte două sau mai multe difuzoare sunt folosite pentru a muta punctul focal.

Dispozitivul de producere a levitaţiei obiectelor care a fost creat de echipa de cercetători este, de asemenea, foarte silenţios şi nu produce niciun zgomot care să poată fi auzit de urechea umană. De asemenea, deplasarea obiectelor în spaţiul tridimensional se face la fel de uşor precum mişcarea unui joystick. Desigur, această realizare tehnologică nu vesteşte apariţia unor placi pentru deplasare care plutesc prin aer aşa cum se poate vedea în filmul „Back to the Future", dar cu siguranţă ea oferă posibilitatea unor perfecţionări viitoare care sunt limitate, probabil, doar de cantitatea de energie care este necesară pentru a face să leviteze obiecte mai grele.

Abstract:

Tehnologia de obţinere a levitaţiei obiectelor are la baza anularea forţei de gravitaţie. Se cunoaşte că o undă staţionară ultrasonică este capabilă să reţină particule mici în nodurile sale de presiune acustică. Axa acustică a fasciculului de ultrasunete din cadrul studiilor obişnuite care au fost realizate anterior a fost paralelă cu direcţia forţei gravitaţionale iar obiectele care au levitat au fost deplasate de-a lungul unei axe fixe (adică într-un experiment unidimensional) prin controlul fazei sau al frecvenţei unor traductoare de tip Langevin. În studiul de faţă noi am obţinut levitaţia şi deplasarea în spaţiul tridimensional a unor particule de dimensiuni milimetrice prin intermediul undelor ultrasonice staţionare care au fost generate de o reţea ultrasonică comandată în fază. Sistemul nostru de control a poziţiei are două caracteristici originale. Una este reprezentată de direcţia fasciculului de ultrasunete care în cazul nostru este arbitrară, deoarece forţa care acţionează în direcţia centrului său este, de asemenea, utilizată în experiment. Cealaltă caracteristică este reprezentată de principiul de deplasare prin care o undă staţionară localizată este generată într-o poziţie arbitrară şi poate fi mutată în spaţiul tridimensional prin intermediul unei reţele ultrasonice comandată în fază. Noi am demonstrat experimental că particulele de polistiren expandat având un diametru de 0,6 mm şi de 2 mm pot fi deplasate prin metoda pe care noi am propus-o.

Mai multe informaţii: Three-dimensional Mid-air Acoustic Manipulation by Ultrasonic Phased Arrays, arXiv:1312.4006 [physics.class-ph] arxiv.org

Traducere de Cristian-George Podariu după levitate-dimensions cu acordul editorului

Puteți comenta folosind contul de pe site, de FB, Twitter sau Google ori ca vizitator (fără înregistrare). Pt vizitatori comentariile sunt moderate (aprobate de admin).

Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.

Fii primul care comentează.

Spune-ne care-i părerea ta...
caractere rămase.
Loghează-te ( Fă-ți un cont! )
ori scrie un comentariu ca „vizitator”

 



Donează prin PayPal ()


Contact
| T&C | © 2020 Scientia.ro