Az akusztikus vonósugarak a hang erejét használják ki, amelyek tárgyakat képesek a levegőben tartani, és a mágneses levitációtól eltérően lehetséges velük a legtöbb szilárd anyag, folyadék vagy akár apró rovarok és étel lebegtetése. A Bristol Egyetem mérnökei először mutatták be, hogy a hang hullámhosszánál nagyobb objektumok stabilan megtarthatók egy akusztikus vonósugár segítségével.
A felfedezés ajtót nyit a gyógyszer kapszulák vagy mikrosebészeti eszközök manipulálására az emberi testben. A kényes, nagyobb minták konténer nélküli szállítása most már szintén lehetséges, és ki tudja, talán ez lehet az emberi levitáció felé tett egyik fontos lépés.
A kutatók korábban úgy vélték, hogy az akusztikus vonósugarak használata alapvetően csak a kisebb tárgyak levitálására korlátozódik, mivel a hang hullámhossznál nagyobb részecskék lebegtetésére irányuló korábbi kísérletek instabilitáshoz vezettek, és a tárgyak ellenőrizhetetlenül pörögni kezdtek. Ez azért van így, mert a forgó hangmező átadja a forgó mozgás egy részét a tárgyaknak, ezáltal egyre gyorsabban kezdenek pörögni, amíg el nem repülnek.
Az új megközelítés, melyet a Physical Review Letters című tudományos folyóiratban tettek közzé, gyorsan változó akusztikus örvényeket használ, amelyek hasonlítanak a tornádókhoz, ami egy tölcsérszerű hangstruktúrát hoz létre egy csendes mag körül. (1)
A Bristoli Egyetem kutatói felfedezték, hogy a forgási sebesség finoman szabályozható a görbületek csavarási irányának gyors változtatásával, ez stabilizálja a vonósugarat. Ezután képesek voltak növelni a csendes mag méretét, lehetővé téve ezzel nagyobb tárgyak megtartását. 40 kHz-es ultrahang hullámokkal, ami hasonló hangmagasság, mint amit csak a denevérek hallhatnak, a kutatók két centiméteres polisztirol gömböt tudtak lebegtetni a vonósugárban. A gömb mérete két akusztikus hullámhosszon mérhető, és a legnagyobb, amit eddig vonósugárral lebegtettek.
A kutatás azonban azt sugallja, hogy a jövőben sokkal nagyobb tárgyakat lehet levitáltatni ilyen módon.
Dr. Asier Marzo, a Bristoli Egyetem Gépészmérnöki Tanszékének kutatója és a tanulmány vezető szerzője a következőket mondta: "Az akusztikus kutatókat évek óta frusztrálja a méretbeli korlát, így nagy öröm, hogy túlléphetünk ezen. Azt hiszem, ez sok új alkalmazás számára nyit ajtót."
Dr. Mihai Caleap, a szimuláció fejlesztője a következőket mondta: "A jövőben nagyobb akusztikus erővel lehetőség van még nagyobb tárgyak megtartására. Korábban arra gondoltak, hogy ezt csak alacsonyabb hangmagasságon lehet elérni, ami a kísérletet hallhatóvá és veszélyessé tenné az ember számára."
Bruce Drinkwater, a Gépészmérnöki Tanszék ultrahang professzora, aki felügyelte a munkát hozzátette: "Az akusztikus vonósugár hatalmas potenciállal rendelkezik számos alkalmazás terén. Különösen izgalmas az olyan érintés nélküli gyártósorok gondolata, ahol a finom tárgyakat anélkül szerelik össze, hogy megérintenék őket." (2)
(1) - https://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.120.044301
(2) - https://www.bristol.ac.uk/news/2018/january/tractor-beam.html