Исследователи ранее думали, что акустические тракционные лучи в основном ограничены левитирующими небольшими объектами, поскольку все предыдущие попытки улавливать частицы, размер которых превышает длину волны, были нестабильными, и объекты неконтролируемо вращались. Это связано с тем, что вращающееся звуковое поле передает часть своего вращательного движения объектам, заставляя их вращаться все быстрее и быстрее, пока они не будут выброшены.Новый подход, опубликованный в журнале Physical Review Letters сегодня [понедельник, 22 января], использует быстро колеблющиеся акустические вихри, похожие на звуковые торнадо, состоящие из вихревой структуры с громким звуком, окружающей безмолвное ядро.Исследователи из Бристоля обнаружили, что скорость вращения можно точно контролировать, быстро меняя направление закручивания вихрей, что стабилизирует притягивающий луч.
Затем они смогли увеличить размер бесшумного ядра, что позволило ему удерживать более крупные объекты. Работая с ультразвуковыми волнами с частотой 40 кГц, подобной той, которую могут слышать только летучие мыши, исследователи держали двухсантиметровую полистироловую сферу в луче трактора.
Эта сфера имеет размер более двух акустических длин волн и является самой большой из всех, захваченных лучом тракта. Исследования показывают, что в будущем подобным образом могут левитировать гораздо более крупные объекты.Доктор Асьер Марцо, ведущий автор статьи из Бристольского факультета машиностроения, сказал: «Исследователи акустики были разочарованы ограничением размера в течение многих лет, поэтому приятно найти способ преодолеть его. Я думаю, что это открывает двери для многих новые приложения ".
Доктор Михай Калеап, старший научный сотрудник, разработавший моделирование, объяснил: «В будущем с большей акустической мощностью можно будет удерживать даже более крупные объекты. Это считалось возможным только при использовании более низких частот, что сделало бы эксперимент слышимым и опасным. для людей ".
Брюс Дринкуотер, профессор ультразвука с факультета машиностроения, который руководил этой работой, добавил: «Акустические тяговые лучи имеют огромный потенциал во многих приложениях. Меня особенно воодушевляет идея бесконтактных производственных линий, на которых хрупкие предметы собираются, не касаясь друг друга. их."