Marco Andrady a Juliu Adamovski z Univerzity v São Paule (Brazília) a Anna Bernasso z Heriot-Watt University v Edinburghu (Škótsko) uskutočnili experiment s akustickou levitáciou. Vo vzduchu sa im podarilo zavesiť penovú guľu s priemerom 50 milimetrov. Vedci prezentovali výsledky výskumu v časopise Applied Physics Letters.
Lietajúca ryba
Na „zavesenie“sa používajú ultrazvukové vlny, ktoré ľudské ucho zvyčajne nepočuje. Predtým tak vedci už boli nútení levitovať malé kvapky hmoty, ako aj „neštandardné“objekty, ako sú drôty a dvojrozmerné lietadlá.
Už v roku 2006 zamestnanci Katedry aplikovanej fyziky Číny Severozápadnej polytechnickej univerzity opakovane vykonávali levitačné experimenty.
Projektový manažér Wen Jun Xie začal s irídiovými a tekutými ortuťovými perličkami. Smerový ultrazvuk pôsobil proti gravitácii a gule stúpali nahor. To by mohlo nájsť uplatnenie vo farmaceutických výrobkoch: koniec koncov je známe, že niekedy látky interagujú s nádobami, v ktorých sú umiestnené. Prečo nevymyslieť „lietajúcu“guľu, ktorá sa nedotkne stien plavidla?
A potom sa Wen Jun Xie pýtala, čo by sa stalo, keby bola do poľa ultrazvukového žiariča umiestnená živá bytosť? V priebehu experimentu sa pod žiarič umiestnili rôzne malé zvieratá, ktoré pomocou pinzety vytvárali vzdušné vibrácie s vlnovou dĺžkou asi 20 milimetrov: mravce, pavúky, chrobáky, včely, žubrienky a malé ryby. Niektoré zvieratá sa pokúsili utiecť, ale zlyhali, keď na ne tlačil ultrazvuk. Ale pod vplyvom vibrácií „vyskočili“a viseli vo vzduchu … Väčšina predmetov vydržala celých 30 minút tohto „mučenia“. Spravidla vydržali postup normálne, okrem toho, že sa ryby kvôli nedostatku vody necítili dobre. Vedcom sa okrem toho podarilo odstrániť poter z vajíčok v zóne ultrazvukového poľa. Wen Jun Xie uviedol,že výsledky experimentu môžu prispieť k dôležitým objavom v oblasti biológie.
Propagačné video:
Veľké veľkosti
Teraz sa skupine vedcov z Brazílie a Škótska prvýkrát podarilo demonštrovať levitáciu objektu dlhšiu ako je dĺžka zvukovej vlny (14 milimetrov). „Akustická levitácia malých predmetov v tlakových uzloch stojatej vlny je pomerne dobre známa,“komentoval jeden z autorov článku Marco Andrade. „Maximálna veľkosť častíc, ktorú je možné takto vznášať, je štvrtina vlnovej dĺžky, to znamená iba štyri milimetre,“vysvetľuje Marco Andrade. „V našom článku ukazujeme, že kombinácia ultrazvukových žiaričov môže zdvihnúť oveľa väčší predmet do vzduchu.“
Pokusy o výrobu plochých predmetov značnej veľkosti sa už v minulosti uskutočnili inými odborníkmi. Ale potom sa im podarilo len vyvolať účinok vertikálneho tlaku a vedci boli nútení pichnúť predmety na ihlu tak, aby doslova neodleteli …
Marco Andrade a jeho tím donútili levitujúci objekt do stabilnej polohy bez akýchkoľvek ďalších opatrení. Inžinieri vybudovali systém „statívov“ultrazvukových prevodníkov, aby poskytli vertikálny aj laterálny tlak. Ich uhol sklonu a počet sa dajú zmeniť. Podstata je však rovnaká: medzi loptou a žiaričmi sa vytvára stojatá zvuková vlna, ktorá zdvíha objekt do vzduchu. Zdvíhacia sila ultrazvuku je taká, že guľa stúpa vo výške siedmich milimetrov (táto vzdialenosť je približne polovica dĺžky zvukovej vlny).
Rozsah aplikácie je priestor
Podľa vývojárov je teoreticky možné, aby objekty rôznych tvarov a veľkostí „lietali“a okrem toho zmenili svoju polohu vo vzduchu.
Ak je technológia akustickej levitácie zvládnutá, podľa vedcov to umožní úspešne pracovať s horúcimi materiálmi a tekutinami, napríklad v podmienkach priestorovej mikrogravitácie. Pretože na obežnej dráhe kvapôčky hmoty, kvôli povrchovému napätiu, získavajú väčšie veľkosti ako my na Zemi, je potrebné najprv „cvičiť“na väčšie „vzorky“…