تماشا کنید؛ بلند کردن توپ گلف توسط امواج صوتی

محققان توانستند تنها با استفاده از امواج صوتی با بسامد بالا توپ پلی استر جامد ۵۰ میلی متری را به صورت شناور بسازند. اگر چه دانشمندان برای چندین سال توانسته بودند اجسام کوچکی مانند قطرات آب را به واسطه صوت به طور شناور بسازند، اما این یکی از بزرگترین گوی هایی بود که با استفاده از نیروی صوت در هوا شناور بود.

به گزارش کلیک، شناوری (تعلیق) صوتی با استفاده از اشعه های مخالف امواج صوتی برای ساخت امواج ایستاده کار می کند. این امواج ایستاده راسی دارند که میان حداکثر و حداقل فشار نوسان می کنند و می توان از آن ها برای پرتاب و ضربه به یک شی در خلاف جهت جاذبه استفاده کرد. این کار معمولا با دو موج صدای مخالف انجام می شود و قطرات آب یا توپ پلی استر کوچک از طول موج صوتی کوچکتر هستند.

در روش قدیمی شی را در گره فشار نقطه مطبوعی که فشار موج ایستاده در آن هرگز تغییر نمی کند، به دام می انداختند در نتیجه موج ایستاده زیر شی همانند راکت پینگ پنگ عمل می کرد و به طور مداوم شی را به سمت بالا پرتاب می کرد. اما این اولین باری بود که تعلیق صوتی کره ای را به وجود آورد که ۳٫۶ بار بزرگتر از طول موج صوتی است و حجمی حدود ۱٫۵ گرم دارد. در استفاده از روش قدیمی، به نظر می رسید حداکثر اندازه شی شناور با استفاده از امواج فراصوت، که بسامدی حدود ۲۰ کیلوهرتز و طول موج ۱۴ میلی متری دارد، می تواند حدود ۴ میلی متر باشد.

یکی از محققین به نام مارکو اندرید از دانشگاه سائوپائولو برزیل به لیزا زیگا در Phys.org گفت: “ما در مقاله مان تشریح کردیم که می توانیم چندین مبدل فراصوتی را برای شناور کردن یک شی که به طور ویژه بزرگ تر از طول موج صوتی باشد ترکیب کنیم. ما می توانیم حداکثر اندازه شی را از یک چهارم طول موج به ۵۰ میلی متر افزایش دهیم، که تقریبا ۳٫۶ برابر طول موج صوتی است.” گروه به منظور ادامه کار از مبدل فراصوتی سه پایه استفاده کرد.

تیم به جای به دام انداختن شی در گره فشار، موج ایستاده ای را میان مبدل ها و شی ایجاد کردند، چون روش ضربه پینگ پنگ آن قدر قوی نیست که بتواند چیزی به این اندازه را شناور نگه دارد. یعنی برای قرارگیری کره در محل از سه جهت توسط امواج صوتی به آن ضربه وارد می شود. با استفاده از این روش آن ها توانستند کره را تا ارتفاع حدود ۷ میلی متر شناور کنند که تقریبا نصف طول موج امواج صوتی است. اما محققان امیدوارند که با اعمال تغییراتی در روششان بتوانند شی را بالاتر ببرند و هم چنین اجسام بزرگتری را در زوایای مختلف شناور کنند.

اندرید به Phys.org گفت: “در حال حاضر فقط می توانیم شی را در یک حالت ثابت در هوا شناور نگه داریم. در کارهای آتی می خواهیم دستگاه های جدیدی که قادر به شناور کردن و کنترل اجسام بزرگ در هوا هستند را توسعه دهیم.” تعلیق صوتی می تواند در آینده نقش مهمی را برای تحلیل و کنترل مواد در فضا و کمک به محققان برای کنترل و استعمال مواد بسیار گرم یا داغ در زمین ایفا کند. هم چنین می تواند به محققان کمک کند تا روزی تراکتور پرتوی مشابه استار ترک را تولید کنند که بتواند اشیا را به سمت آن ها پرتاب نماید.

حالا مسئله مهم این است که این موضوع بسیار بسیار جالب و مهیج نیاز به کمک و پشتوانه مالی زیادی دارد و باید شرکت ها و کمپانی های بزرگ برای حمایت از آن وارد صحنه شوند. امیدواریم این اتفاق هم هر چه زودتر بیافتد و ما شاهد آن باشیم. گفتنی است که این مقاله در آثار فیزیک کاربردی منتشر شده است.