Marco Andrady e Juliu Adamovski dell'Università di San Paolo (Brasile) e Anna Bernasso dell'Università Heriot-Watt di Edimburgo (Scozia) hanno condotto un esperimento di levitazione acustica. Sono riusciti a appendere una palla di schiuma con un diametro di 50 millimetri nell'aria. Gli scienziati hanno presentato i risultati della ricerca sulla rivista Applied Physics Letters.
Pesce volante
Per la "sospensione" vengono utilizzate onde ultrasoniche, che l'orecchio umano di solito non è in grado di sentire. In precedenza, in questo modo, i ricercatori hanno già costretto a far levitare piccole goccioline di materia, così come oggetti "non standard" come fili e piani bidimensionali.
Nel 2006, lo staff del Dipartimento di Fisica Applicata della China Northwestern Polytechnic University ha condotto ripetutamente esperimenti di levitazione.
Il project manager Wen Jun Xie ha iniziato con l'iridio e le sfere di mercurio liquido. Gli ultrasuoni direzionali hanno contrastato la gravità e le palline si sono sollevate verso l'alto. Ciò potrebbe trovare applicazione nei prodotti farmaceutici: del resto, è noto che a volte le sostanze interagiscono con i contenitori in cui vengono poste. Perché non inventare una palla "volante" che non tocchi le pareti della nave?
E poi Wen Jun Xie si è chiesto cosa sarebbe successo se un essere vivente fosse stato inserito nel campo di un emettitore di ultrasuoni? Nel corso dell'esperimento, vari piccoli animali sono stati posti sotto l'emettitore, creando vibrazioni d'aria con una lunghezza d'onda di circa 20 millimetri, utilizzando una pinzetta: formiche, ragni, coleotteri, api, girini e piccoli pesci. Alcuni animali hanno cercato di scappare, ma non ci sono riusciti, poiché gli ultrasuoni li premevano. Ma sotto l'influenza delle vibrazioni, sono "saltati" e sono rimasti sospesi in aria … La maggior parte dei soggetti ha resistito a tutti i 30 minuti di questa "tortura". In generale, hanno sopportato la procedura normalmente, tranne per il fatto che il pesce non si sentiva bene a causa della mancanza d'acqua. Inoltre, i ricercatori sono riusciti a rimuovere gli avannotti dalle uova nella zona del campo ultrasonico. Wen Jun Xie ha dichiarato,che i risultati dell'esperimento possono contribuire a importanti scoperte nel campo della biologia.
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Grandi formati
Ora un gruppo di scienziati brasiliani e scozzesi è riuscito per la prima volta a dimostrare la levitazione di un oggetto più lungo della lunghezza di un'onda sonora (14 millimetri). "La levitazione acustica di piccoli oggetti ai nodi di pressione di un'onda stazionaria è abbastanza nota", ha commentato uno degli autori dell'articolo, Marco Andrade. "Tuttavia, la dimensione massima delle particelle che può essere fatta levitare in questo modo è un quarto di lunghezza d'onda, cioè solo quattro millimetri", spiega Marco Andrade. "Nel nostro articolo, mostriamo che una combinazione di emettitori di ultrasuoni può sollevare un oggetto molto più grande nell'aria".
Tentativi di far levitare oggetti piatti di notevoli dimensioni sono già stati intrapresi in passato da altri specialisti. Ma poi sono riusciti solo a creare l'effetto della pressione verticale, ei ricercatori sono stati costretti a pungere oggetti sull'ago in modo che non volassero letteralmente via …
Marco Andrade e il suo team hanno costretto l'oggetto in levitazione in una posizione stabile senza ulteriori misure. Gli ingegneri hanno costruito un sistema "treppiede" di trasduttori ultrasonici per fornire pressione sia verticale che laterale. È possibile modificare l'angolo di inclinazione e il numero. Ma l'essenza è la stessa: si crea un'onda sonora stazionaria tra la palla e gli emettitori, che solleva l'oggetto nell'aria. La forza di sollevamento degli ultrasuoni è tale che la palla si libra ad un'altezza di sette millimetri (questa distanza è circa la metà della lunghezza dell'onda sonora).
Lo scopo dell'applicazione è lo spazio
Secondo gli sviluppatori, è teoricamente possibile far "volare" oggetti di un'ampia varietà di forme e dimensioni e, inoltre, cambiare la loro posizione nell'aria.
Se si padroneggia la tecnologia della levitazione acustica, questo, secondo gli scienziati, consentirà di lavorare con successo con materiali e liquidi caldi, ad esempio, in condizioni di microgravità spaziale. Poiché in orbita le goccioline di materia, a causa della tensione superficiale, acquisiscono dimensioni maggiori di quelle che abbiamo sulla Terra, è necessario prima "esercitarsi" su "esemplari" più grandi …
