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世界上最強大的聲學拖拉機梁可以為懸浮人類鋪平道路

虛擬渦旋的工作原理:發射相反方向的交織短渦,捕捉並穩定顆粒。

聲拖拉機梁使用聲音的力量來保持空氣中的粒子,而不像磁懸浮,它們可以抓住大部分的固體或液體。布里斯託大學工程師們首次表明,可以在聲學拖拉機梁中穩定地捕捉比聲音波長大的物體。這一發現打開了人體內藥物膠囊或微型手術器械操作的大門。無容器的小型樣品的運輸現在也是一種可能性,並可能導致人類懸浮。

研究人員以前認為,聲學拖拉機梁從根本上限制懸浮小物體,因為所有以前的試圖捕捉大于波長的粒子已經不穩定,物體不受控制地旋轉。這是因為旋轉聲場將一些旋轉運動轉移到物體上,使得它們越來越快地繞行,直到它們被彈出。

今天發表在「 物理評論快報」上的這種新方法使用了快速波動的聲學渦旋,類似於龍捲風般的聲音,是由一個繞著一個無聲核心的嘈雜聲音構成的扭曲式結構。

布里斯托爾的研究人員發現,通過快速改變旋渦的扭曲方向,可以精確地控制旋轉的速度,從而穩定了拖拉機的光束。然後,他們能夠增加無聲核心的大小,使其能夠容納更大的物體。研究人員以40kHz的間距處理超聲波,類似於只有蝙蝠可以聽到的間距,研究人員在拖拉機樑上安放了一個兩厘米的聚苯乙烯球。這個球體的尺寸大小超過了兩個聲波波長,並且是最大的,而且被困在拖拉機光束中。研究表明,將來可以用這種方式懸浮更大的物體。

一個1.6厘米(1.88波長的聲音)聚苯乙烯泡沫顆粒被困在一個40kHz的虛擬渦旋超聲波發生器的中心。

布里斯托爾機械工程系的論文的主要作者Asier Marzo博士說:「聲學研究人員多年來一直因尺寸限制而感到沮喪,所以能夠找到一種方法來克服這個問題,我覺得這很令人滿意。新的應用程序「。

開發這種模擬的高級研究員Mihai Caleap博士解釋說:「將來,如果有更多的聲學能力,就可以容納更大的物體,這隻能被認為是可能的,因為使用較低的音調可以使實驗聽起來很危險為人類「。

負責監督工作的機械工程系超聲學教授Bruce Drinkwater補充道:「聲學拖拉機梁在很多應用中具有巨大的潛力,我非常感興趣的是非接觸式生產線·

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