Ученые из Швейцарской высшей технической школы Цюриха реализовали левитацию небольших объектов, подвесив их в воздухе с помощью звуковых волн.

Эта зубочистка висит в воздухе и вращается под действием звуковых волн

Исследователям впервые удалось продемонстрировать, что движением таких левитирующих объектов можно управлять — соединять отдельные капельки в более крупные капли и даже вращать в воздухе зубочистку.

В научных экспериментах для предотвращения контакта объектов с поверхностью обычно используется левитация, полученная с использованием магнитных и электрических полей или свойства плавучести объектов, помещенных в жидкость. Но эти методы непригодны для веществ, не обладающих определенными свойствами: чтобы каплю жидкости можно было удержать магнитом, она должна намагничиваться, а капля, левитирующая в жидкой среде, не должна с этой средой смешиваться.

Используя звуковые волны, можно заставить левитировать различные объекты независимо от их свойств. Единственный ограничивающий фактор — максимальный диаметр объекта должен соответствовать половине длины используемой звуковой волны.

Чтобы левитирующий объект сохранял свое положение, действующая на него сила тяжести должна уравновешиваться силой, действующей в противоположном направлении. Эта сила в экспериментах швейцарских ученых создается стоячей звуковой волной, сформированной между излучателем и отражателем.

О том, что тело можно удержать от падения силой, создаваемой звуковым давлением, известно уже более 100 лет. Но до сих пор никому не удавалось управлять движением объектов, подвешенных на звуковых волнах. Швейцарским исследователям удалось достичь этого, используя множество параллельно работающих модулей «излучатель-отражатель». Чтобы изменить положение частицы, достаточно, переключая модули, «передать» ее от одного модуля к другому.

По сообщению ETH Zurich