Натрий и вода держатся в воздухе силой ультразвуковых волн, и благодаря этому элементы объединяются во взрывном танце.
Трагическая опера «Риголетто» может растрогать вас до слез, но звук способен «шевелить» и более прозаично. Звуковые волны частотой немного выше слуха человеческого диапазона могут держать в воздухе небольшие частицы и капли жидкости и, как продемонстрировала команда инженеров, даже передвигать их в пространстве. Этот подход позволит по-новому работать с деликатными материалами или смешивать лекарственные препараты.
Сегодня исследователи уже разработали несколько методов левитации. Например, электростатические или магнитные поля могут направлять на объект концентрированную силу, чтобы противодействовать гравитации.
Однако такие поля срабатывают только для металлических субстанций или материалов с магнитными свойствами. Для звука же нет разницы, из чего состоит частица, и физики вывели базовый принцип «акустической левитации» еще сотню лет назад.
Вибрирующая пластинка образует звуковую волну, которая отражается от другой поверхности и возникает стабильная стоячая волна. Точки низкого давления в этом статическом шаблоне могут удержать частицу. Ученые уже исследовали, как содержать в этой акустической зоне все тяжелые частицы, включая сверхплотный иридием и капли жидкости. Но до сих пор это в определенной степени оставалось интересным трюком, говорит инженер-механик Димос Пуликакос с Федеральной высшей технической школы Цюриха.
«Словно у нас был автомобиль, который мы делали все красивее и интереснее, и он оставался себе на стоянке. Мы не могли на нем ездить». Ученый говорит, что управлять движением жидкости с помощью звука — довольно требовательное дело. Когда меняешь силу звука, чтобы капля двигалась в нужном направлении, то сильно рискуешь раздавить ее очень большим давлением.
Команда Пуликакоса в течение четырех лет искала способ сдвинуть такие «летающие» капли с мертвой точки. В конце концов, они сделали похожую на шахматную доску установку с вибрирующими пластинками, каждая из которых может создавать собственную частоту звука. Изменяя частоту, которую выдает каждая из пластинок, ученые смогли двигать звуковое поле, и захвачен в нем объект.