Marco Andrady y Juliu Adamovski de la Universidad de São Paulo (Brasil) y Anna Bernasso de la Universidad Heriot-Watt en Edimburgo (Escocia) realizaron un experimento de levitación acústica. Consiguieron colgar en el aire una bola de espuma con un diámetro de 50 milímetros. Los científicos presentaron los resultados de la investigación en la revista Applied Physics Letters.
Pez volador
Para la "suspensión" se utilizan ondas ultrasónicas, que el oído humano normalmente no puede oír. Anteriormente, de esta manera, los investigadores ya habían obligado a levitar pequeñas gotas de materia, así como objetos "no estándar" como cables y planos bidimensionales.
norte
En 2006, los empleados del Departamento de Física Aplicada de la Universidad Politécnica del Noroeste de China realizaron repetidamente experimentos de levitación.
El director del proyecto, Wen Jun Xie, comenzó con perlas de iridio y mercurio líquido. El ultrasonido direccional contrarrestó la gravedad y las bolas se elevaron hacia arriba. Esto podría encontrar aplicación en productos farmacéuticos: se sabe que a veces las sustancias interactúan con los envases en los que se colocan. ¿Por qué no inventar una bola "voladora" que no toque las paredes del barco?
Y luego Wen Jun Xie se preguntó qué pasaría si se colocara un ser vivo en el campo de un emisor ultrasónico. En el transcurso del experimento, se colocaron varios animales pequeños debajo del emisor, que crearon vibraciones de aire con una longitud de onda de unos 20 milímetros, utilizando pinzas: hormigas, arañas, escarabajos, abejas, renacuajos y peces pequeños. Algunos animales intentaron escapar, pero fallaron, ya que el ultrasonido los presionó. Pero bajo la influencia de las vibraciones, "saltaron" y quedaron suspendidos en el aire … La mayoría de los sujetos resistieron los 30 minutos completos de esta "tortura". En general, aguantaron el procedimiento con normalidad, salvo que los peces no se sintieron bien por falta de agua. Además, los investigadores lograron retirar los alevines de los huevos en la zona del campo ultrasónico. Wen Jun Xie declaró:que los resultados del experimento pueden contribuir a importantes descubrimientos en el campo de la biología.
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Tamaños grandes
Ahora, un grupo de científicos de Brasil y Escocia ha logrado por primera vez demostrar la levitación de un objeto más largo que la longitud de una onda de sonido (14 milímetros). “La levitación acústica de objetos pequeños en los nodos de presión de una onda estacionaria es bastante conocida”, comentó uno de los autores del artículo, Marco Andrade. “Sin embargo, el tamaño máximo de partícula que se puede hacer levitar de esta manera es un cuarto de longitud de onda, es decir, solo cuatro milímetros”, explica Marco Andrade. "En nuestro artículo, mostramos que una combinación de emisores ultrasónicos puede levantar un objeto mucho más grande en el aire".
Otros especialistas ya han realizado intentos para hacer levitar objetos planos de tamaño considerable. Pero entonces solo fue posible crear el efecto de la presión vertical, y los investigadores tuvieron que pinchar objetos en la aguja para que no volaran literalmente …
Marco Andrade y su equipo forzaron el objeto levitando a una posición estable sin ninguna medida adicional. Los ingenieros construyeron un sistema de "trípode" de transductores ultrasónicos para proporcionar presión tanto vertical como lateral. Su ángulo de inclinación y su número se pueden cambiar. Pero la esencia es la misma: se crea una onda de sonido estacionaria entre la bola y los emisores, que eleva el objeto en el aire. La fuerza de elevación del ultrasonido es tal que la bola se eleva a una altura de siete milímetros (esta distancia es aproximadamente la mitad de la longitud de la onda de sonido).
¡El alcance de la aplicación es el espacio
Según los desarrolladores, teóricamente es posible hacer que objetos de una amplia variedad de formas y tamaños "vuelen", y además, cambiar su posición en el aire.
Si se domina la tecnología de la levitación acústica, esto, según los científicos, permitirá trabajar con éxito con materiales y líquidos calientes, por ejemplo, en condiciones de microgravedad espacial. Dado que en órbita las gotitas de materia, debido a la tensión superficial, adquieren tamaños mayores que los que tenemos en la Tierra, es necesario primero "practicar" con "especímenes" más grandes …
