Акустическая левитация — это метод, который использует звуковые волны для удержания объектов в воздухе без физического контакта. Он отлично подходит для работы с хрупкими материалами, образцами, чувствительными к загрязнениям, и опасными веществами.
Обычно для такой левитации используются звуковые волны в замкнутом пространстве, которые действуют на объект со всех сторон, пишет Phys. Новая разработка — первая, которая демонстрирует стабильную левитацию в трех измерениях при воздействии с одной стороны. Раньше это не удавалось, потому что по мере удаления объекта от источника сила удержания ослабевала, а затем начинала не притягивать, а отталкивать предмет. Исследователи из Университета Цукубы и Бристольского университета решили эту проблему с помощью особого типа ультразвукового луча — так называемого пучка Бесселя нулевого порядка.
В отличие от обычного акустического луча, который расширяется и теряет интенсивность, пучок Бесселя остается узким и сохраняет мощную центральную область на гораздо большем расстоянии. Благодаря этому ученым удалось стабильно удерживать шарик из полистирола диаметром 1,5 мм на расстоянии до 40 см от источника звука — это примерно в шесть раз дальше, чем у предыдущих односторонних акустических ловушек.
Кроме того, новый подход позволил манипулировать левитирующим объектом в трех измерениях, поднимать несколько предметов одновременно, двигать в воздухе нешарообразными объектами и даже удерживать предметы, находящиеся за преградами.
«Поскольку наша технология позволяет осуществлять бесконтактное манипулирование на расстоянии в открытом пространстве, мы полагаем, что этот метод можно будет применять для проведения автоматизированных экспериментов, создания трехмерных дисплеев, а также для работы с хрупкими материалами и опасными веществами», — заявил Тацуки Фусими, один из исследователей.
Новую технологию сверхбыстрой левитации разработали в прошлом году в Японии. Она позволяет повысить скорость и точность перемещения небольших предметов и облегчает транспортировку миниатюрных объектов, включая механические, электронные, химические и биомедицинские продукты.
