Verdens mest kraftfulde akustiske traktorstråle kunne bane vejen for svævende mennesker

Akustiske traktorbjælker bruger lydens kraft til at holde partikler i luften, og i modsætning til magnetisk levitation, de kan fange de fleste faste stoffer eller væsker. For første gang har ingeniører fra University of Bristol vist, at det er muligt stabilt at fange objekter, der er større end lydens bølgelængde, i en akustisk traktorstråle. Denne opdagelse åbner døren til manipulation af lægemiddelkapsler eller mikrokirurgiske redskaber i kroppen. Containerfri transport af sarte større prøver er nu også en mulighed og kan føre til svævning af mennesker.

Forskere troede tidligere, at akustiske traktorbjælker fundamentalt var begrænset til at svæve små genstande, da alle de tidligere forsøg på at fange partikler større end bølgelængden havde været ustabile, med objekter, der drejer ukontrollabelt. Dette skyldes, at roterende lydfelt overfører noget af sin roterende bevægelse til objekterne, der får dem til at gå hurtigere og hurtigere i kredsløb, indtil de skubbes ud.

Den nye tilgang, udgivet i Fysisk gennemgangsbreve i dag, bruger hurtigt svingende akustiske hvirvler, der ligner tornadoer af lyd, lavet af en twister-lignende struktur med høj lyd, der omgiver en stille kerne.

Bristol -forskerne opdagede, at rotationshastigheden fint kan kontrolleres ved hurtigt at ændre hvirvelernes vridningsretning, dette stabiliserer traktorbjælken. De var derefter i stand til at øge størrelsen på den tavse kerne, så den kunne holde større genstande. Arbejde med ultralydsbølger ved en tonehøjde på 40kHz, en lignende tonehøjde som den, som kun flagermus kan høre, forskerne holdt en to centimeter polystyrenskugle i traktorbjælken. Denne kugle måler over to akustiske bølgelængder i størrelse og er den største, der endnu er fanget i en traktorstråle. Undersøgelsen tyder på, at i fremtiden kunne langt større objekter svæves på denne måde.

Dr. Asier Marzo, hovedforfatter på papiret fra Bristols afdeling for maskinteknik, sagde:"Akustiske forskere havde været frustrerede over størrelsesgrænsen i årevis, så det er tilfredsstillende at finde en måde at overvinde det på. Jeg tror, ​​det åbner døren for mange nye applikationer. "

Dr Mihai Caleap, Senior Research Associate, hvem udviklede simuleringerne, forklarede:"I fremtiden vil med mere akustisk kraft vil det være muligt at holde endnu større genstande. Dette menes kun at være muligt ved brug af lavere pladser, der gør eksperimentet hørbart og farligt for mennesker. "

Bruce Drinkwater, Professor i ultralyd fra Institut for Maskinteknik, hvem der havde tilsyn med arbejdet, tilføjede:"Akustiske traktorbjælker har et stort potentiale i mange applikationer. Jeg er især begejstret for tanken om kontaktløse produktionslinjer, hvor sarte genstande samles uden at røre dem."