科學家在水上畫出「聲音全息圖」
這個實驗看起來有點像科幻小說里的情節。在聽到單個揚聲器里傳來的單音時，漂浮在一杯水上面的硅粒子可以自行組成鴿子的圖片。只要聲音還在，圖片就能保持住，之後它才會消失。
但這是科學而非科幻。它是德國斯圖加特普朗克研究所的物理學家們所做的多個實驗之一，該試驗演示的是他們能利用3D列印的薄板來操縱聲波形成複雜的「場」，這樣的場可以在水裡創造圖案或者讓物體懸浮在半空中。
物理學家Peer Fischer是這篇發表於《自然》期刊上的新研究的共同作者，他表示：「它就像你在《星際迷航》裡面看到的全息圖。只不過我們沒有利用光而是利用聲音來創造圖案。」
Fischer表示，這是科學家們第一次利用單一聲源製造出這種現象。
去年，英國布里斯託大學的科學家們在《自然通訊》期刊上發表了一篇與聲系統有關的研究，該系統能將讓物體懸浮起來。他們的系統與Fischer的非常相似：同樣產生了從多個方向接近物體的聲波，並且他們有著不同的振幅和頻率。當聲波與彼此相互作用的時候，它們就在空氣(或者其它液體)中創造出了氣壓梯度，從而讓珠子懸浮或者讓物體在水面隨意移動。
但布里斯托團隊的實驗需要許多換能器(類似揚聲器的設備，可以將電信號轉變為聲音)，每一個換能器都要得到精心調校才會產生正確的聲波。
Fischer說道：「如果你想製造複雜的聲場，那麼你就需要很多個聲源。你可以想像一下如果你拿到了幾百個聲源，那麼實驗就會變得困難、昂貴且複雜。」
於是Fischer及其同事想到了替代方法。比起利用多個換能器，他們只用了一個。但他們讓聲音經過一個能將它曲解稱正確聲場的薄板。肉眼看不見這樣的聲場，但如果你像我們這樣拿著擴音器通過這一空間，那麼你就會聽到一幅3D列印圖片。
科學家們讓硅膠球懸浮在水面，能讓這樣的聲學「圖片」顯現出來。他們還可以通過改變聲場來操縱物體。比如讓一滴水懸浮起來或者讓一艘小船四處漂浮。
這一技術不僅僅是優雅的聚會花招。它可以提升聲成像質量，比如讓聲束在鋼鐵內穿梭，看它是否有裂縫；或者用超聲波來檢查身體。它還可以讓科學家們在不觸碰培養皿的情況下移動其中的標本，或者在工程中操縱精密的機械零件。
[肌肉桃 via Washingtonpost]
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