Επιστήμονες χρησιμοποιούν ηχητικά κύματα για να αιωρούν αντικείμενα και να χειρίζονται την ύλη -μαγνητοσκόπηση

Μια ομάδα ερευνητών στην Ελβετία έχουν αναπτύξει μια μέθοδο «ακουστικής αιώρησης» που τους επιτρέπει να αιωρούν αντικείμενα το ένα δίπλα στο άλλο και να τα φέρνουν σε επαφή.

 Χρησιμοποιώντας υπερηχητικά κύματα - δηλαδή, τα ηχητικά
κύματα των οποίων η συχνότητα είναι πολύ υψηλή για να την ακούσουν οι άνθρωποι - οι επιστήμονες στο Ελβετικό Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο Τεχνολογίας στη Ζυρίχη έχουν κάνει σταγονίδια νερού, στιγμιαίου καφέ κρυστάλλους, νιφάδες από φελιζόλ, και μια οδοντογλυφίδα, μεταξύ των άλλων αντικειμένων, να κρέμονται στον αέρα, να κινούνται κατά μήκος ενός επιπέδου, και να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους.  

Είναι η πρώτη φορά που οι επιστήμονες έχουν τη δυνατότητα να χρησιμοποιούν τον ήχο για να αιωρούνται ταυτόχρονα πολλά αντικείμενα το ένα δίπλα στο άλλο και να τα μετακινούν.

Έρευνα που δημοσιεύθηκε στα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών περιγράφει τον τρόπο που τα αντικείμενα που τοποθετούνται ανάμεσα σε δύο οριζόντιες επιφάνειες, το κάτω μέρος του ενός εκπέμπει υψηλής συχνότητας ηχητικά κύματα και η  κορυφή του άλλου αντανακλά τα κύματα πίσω, μπορεί να ανυψώνονται και να χειραγωγούνται .  

Όπως ο καθένας ξέρει, τα ηχητικά κύματα ασκούν  πίεση. Όταν τα εν λόγω κύματα αναπηδούν ανάμεσα σε προσεκτικά ευθυγραμμισμένες επιφάνειες, μπορούν να δημιουργήσουν αυτό που είναι γνωστό ως ένα στάσιμο κύμα, στο οποίο η συνολική πίεση από το αρχικό κύμα και την αντανάκλασή  του, αλληλοεξουδετερώνονται. Τα αντικείμενα που τοποθετούνται σε σημεία κατά μήκος του κύματος με το χαμηλότερο πλάτος, γνωστό ως κομβικό σημείο, τείνουν να μένουν στη θέση τους. 


Στο παρελθόν, οι επιστήμονες ήταν σε θέση να αιωρούν με ηχητικά κύματα, κομμάτια από φελιζόλ , ακόμη και μικρά έντομα και ψάρια . Αλλά μέχρι τώρα, κανείς δεν είχε βρει τον τρόπο με ηχητικά κύματα να ανυψώνει αντικείμενα και να κάνουν οτιδήποτε άλλο εκτός από το απλά να στέκονται  εκεί, ακόμα κι αν η μετακίνηση τους έχει από καιρό γίνει γνωστό ότι είναι θεωρητικά δυνατή. 

"Θεωρητικά δεν υπάρχει καμία διαφορά μεταξύ θεωρίας και πράξης», λέει ο μηχανικός Daniele Foresti, ο επικεφαλής της μελέτης, σε μια τηλεφωνική συνέντευξη. "Αλλά στην πράξη υπάρχει."

Ο Δρ Foresti και η ομάδα του ανέπτυξαν μια υγιή πλατφόρμα εκπομπής που χρησιμοποιεί μια σκακιέρα πιεζοηλεκτρικών κρυστάλλων, που διαστέλλονται και συστέλλονται καθώς οι διαφορετικές τάσεις  εφαρμόζονται σε αυτούς. Η ταχεία αλλαγή στο σχήμα των κρυστάλλων παράγει υπερηχητικά κύματα, τα οποία στη συνέχεια αντανακλώνται σε μια  πλαστική πλάκα πάνω από την πλατφόρμα.

Με προσεκτική ρύθμιση της τάσης που εφαρμόζεται σε κάθε κρύσταλλο, ο Foresti και η ομάδα του ήταν σε θέση να μεταφέρει αιωρούμενα αντικείμενα πάνω από διαφορετικά τετράγωνα στην σκακιέρα. Περιέστρεψαν μια οδοντογλυφίδα. Μπόρεσαν να  εισαγάγουν  μια σταγόνα νερού σε ένα κόκκο του στιγμιαίου καφέ. Έφεραν το νερό σε επαφή με το μεταλλικό νάτριο, δημιουργώντας  μια μικρή έκρηξη.  

«Αυτό που με εντυπωσίασε περισσότερο ήταν το γεγονός ότι η ίδια η έννοια είναι εξαιρετικά απλή. Αλλά για να δουλέψει είναι εξαιρετικά περίπλοκο," λέει ο Δρ Foresti. «Χρειάστηκε πολλή προσπάθεια για τη βελτιστοποίηση του σχεδιασμού, καθώς επίσης και για τον έλεγχο της ενέργειας."

Να είναι σε θέση κανείς να διαχειρίζεται την ύλη χωρίς να την αγγίζει,είναι ένα επίτευγμα που υπόσχεται μια πληθώρα εφαρμογών, από την επιστήμη των υλικών στη βιολογία. Για παράδειγμα νουκλεϊκά οξέα μπορούν να εισαχθούν σε κύτταρα - μια διαδικασία γνωστή ως επιμόλυνση του DNA - χωρίς το φόβο της μόλυνσης.

"Μπορείτε ουσιαστικά να παίξετε με τα κύτταρα σε ένα σταγονίδιο», λέει ο Foresti 
Ο Foresti  ελπίζει ότι και άλλοι ερευνητές θα βρει σύντομα νέες χρήσεις για τη μέθοδό του.
"Αυτό είναι ένα παιχνίδι», λέει. «Ελπίζω ότι μπορεί να είναι χρήσιμο για κάτι."
Κι εγώ ελπίζω για το καλό της ανθρωπότητας, να μη το θεωρούν κι αυτοί παιχνίδι, αλλά χρήσιμο εργαλείο για την υπηρεσία της ανθρωπότητας… ακούγεται παράλογο;
Δείτε το βίντεο:

  

THE CURIOSITY OF CAT