Группа ученых из Великобритании создала прототип «притягивающего луча», способный поднимать и перемещать небольшие объекты с помощью звуковых волн. Сама концепция акустической левитации не нова, однако ранее ученые не могли заставить предметы левитировать с помощью одностороннего излучателя, поэтому им не удавалось создать именно луч. Результаты работы авторы опубликовали в Nature Communications.

Акустическая левитация представляет собой устойчивое положение весомого объекта в стоячей акустической волне. Ее концепция хорошо известна; выражение для величины силы, действующей на твердую сферическую частицу в поле стоячей волны, было найдено еще в 1934 году. Однако ранее для получения эффекта ученым всегда приходилось использовать двусторонние источники звука, что делало невозможным создание мечты всех любителей фантастики — «притягивающего луча».

Левитация полистирольного шарика над динамиками. Изображение: BristolIG / youtube.com / Video courtesy of Asier Marzo, Matt Sutton, Bruce Drinkwater and Sriram Subramanian

Марзо с соавторами удалось переработать концепцию устройства так, чтобы оставить лишь один из излучателей. Для левитирования полистирольного шарика диаметром четыре миллиметра исследователи использовали 64 микродинамика общей мощностью девять ватт, которые создавали ультразвуковые волны высокой интенсивности. С помощью изменения выходного сигнала динамиков, авторы способны манипулировать «подвешенными на волнах» объектами.

Команда продемонстрировала акустические поля трех различных форм. Сила, действующая на подвешенный объект, в первом случае напоминает щипцы, во втором поле представляет собой акустический вихрь, запирающий объекты в своем центре, а в третьем поле представляет собой «бутылку», фиксирующую положение тела в пространстве.

Одним из перспективных применений акустической левитации является получение аморфизованных биологически активных веществ, обладающих высокой биодоступностью.

В данный момент команда работает над масштабированием технологии: по их планам большая версия должна быть способна левитировать футбольный мяч на расстоянии до десяти метров, а маленькая — управлять частицами внутри человеческого тела.

Автор: Евгений Анохин