使我們飛起來的牽引聲束將不再只是科幻情節
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布里斯託大學的工程師們將科幻小說中的情節搬到了現實世界之中，他們製造了世界上最強大的聲波牽引裝置，可以穩定地托起大於聲音波長的物體。
換句話說，他們能夠讓很多體形龐大的物件懸浮起來，而之前我們只能利用超聲波懸浮起相當微小的東西；從理論上，我們已經推開了利用超聲波將人類懸浮起來的大門。
雖然可以利用磁場懸浮起物體，但聲波懸浮往往能更好地處理液體和固體物質。
以前認為，聲學牽引裝置僅限於懸浮相對較小的物體，它們的線度規格應該與聲音波長大致相同。
# 該動圖來源於網路
事實上，科學家們一度認為在不失穩定性的情況下懸浮較大的物體在原則上就是根本不可能的任務，它們不可避免地會出現不可控地旋轉。
本周在《物理評論快報》Physical Review Letters上發表的研究論文向我們描述了一種全新的技術手段，它利用了一種類似於龍捲風的結構，外圍掀起有如狂風般的聲浪漩渦，而在暴風眼-系統核心處，則極度安靜。
研究人員發現，當他們改變構這個結構中快速波動的聲渦旋的方向時，他們可以控制旋轉的速度並穩定住牽引聲波的波形態。
一旦聲波形態穩定下來，團隊可以增加「聲音龍捲風」暴風眼處的靜音區域的大小，這使得它可以容納更大的物體。
聲波漩渦和寂靜內核，核心處用來放置需要托起的物體 演示圖|credit：University of Bristol
論文的第一作者、布里斯托爾機械工程系的Asier Marzo說：「聲學研究人員多年來一直因尺寸限制而感到沮喪，因此找到一種方法來克服這個問題是令人滿意的。
懸浮起人類
在實驗詳細的演示中，工程師們使用了40kHz的超聲波來組成聲渦。寂靜核心處能夠容納一個由聚合材料製成的直徑兩厘米的球體。
球體直徑比波長大2倍以上，這也是迄今為止能夠用牽引聲波穩定懸浮起來的最大物體。
雖然它看起來有點像是魔術，但是工程師團隊認為這種技術可以有很多實際的應用。
負責指導研究的機械工程系超聲學教授Bruce Drinkwater表示，他對「非接觸式生產線的構思感到特別興奮，在這些非接觸式生產線中，極度精巧的構件需要在不接觸的情況下被組裝起來」。
Marzo贊同這樣一種觀點：「我認為它打開了許多新技術的大門。」其中可能包括醫療設備的開發，如藥物膠囊或微型手術器械。
參與建立實驗模型的高級研究員Mihai Caleap補充說：「將來會有更強功率的聲波裝置，可以舉起更大的對象，而之前大家普遍認為，用這種東西來牽引人類實在噪音太大和太過危險。」
當然，Caleap並不是說，他們的模型表明現有技術已經成熟到可以將我們人類安全地懸浮起來。
這項研究只是顯示，高音頻(遠高於人類能夠聽到的音調)聲波可以成功地用在聲學牽引懸浮技術上，使遠大于波長的物體穩定地懸浮起來。
更高的頻率，更大的物體和更佳的穩定性，是我們一直以來的追求。
本文譯自 sciencealert，由譯者 majer 基於創作共用協議(BY-NC)發布。
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