音波による空中浮揚

オブジェクトを空中で踊らせて組み合わせるために必要なのは、音の流れだけです。浮上装置は、高周波音波を使用して浮遊粒子と液滴をまとめる最初の装置です。原則として、この技術は人や動物を浮揚させることさえできますが、まだ十分な強度はありません。 今のところ、このようなハンズフリー制御は、極限環境での化学反応の研究、危険物の移動、および宇宙の低重力環境のシミュレーションに使用できます。 24キロヘルツでは、波の高さが高すぎて人間には聞こえませんが、猫、コウモリ、マウスなどの一部の動物には聞こえます。 他の空中浮揚方法は、磁石または電場を使用して、磁気浮上式鉄道、さらにはカエルの空中浮揚を可能にします。しかし、これらの場合、浮上した物体は特定の磁気的または電気的特性を持っている必要があります。 音響浮揚はそのような制約を課しません。スイスのチューリッヒにあるスイス連邦工科大学（ETH）のDimos Poulikakos氏は、原則として何でも浮かせることができると述べています。 浮揚ノード 音波は力を生み出す圧力波であるため、重力に対抗する可能性があります。音を使って物を浮かせるには、空間の特定の点で力が一定に保たれるようにする必要があります。 これは以前、スピーカーまたは他の共振器を使用して圧力波を上向きに発射し、それらを反射器で跳ね返すことによって行われていました。次に、元の波とその反射が組み合わさって定在波が作成され、波が振動しても一連の静止した「ノード」が配置されたままになります。 定在波が適切な周波数を持っている場合、これらのノードでの力は重力を正確に打ち消します–そしてそこに閉じ込められたものはすべて所定の位置に浮かんでいます。 Poulikakosと彼の同僚は、さらに一歩進んで、吊り下げられたオブジェクトを移動して結合したいと考えていました。彼らは、定在波を生成し、その形状を変えることができるコンピューター制御の共振器のシステムを構築しました。波形が変化すると、ノードは徐々に移動し、トラップされたオブジェクトを一緒に運びます（図を参照）。 コーヒーメーカー チームはこのシステムを使用して、2つのオブジェクトを反応させました。ある例では、それらは、ある共振器によって浮遊しているナトリウムの粒子と、別の共振器によって浮遊している水滴から始まり、それらをまとめて、エネルギッシュなフィズのバーストを生成しました（ビデオを参照）。別の例では、彼らはこのシステムを使用して、インスタントコーヒーの顆粒を水滴と衝突させました。 「初めて、非常に制御可能でありながら非接触の方法で物質を動かすことができます」とPoulikakos氏は言います。今のところ、システムは水と同じか密度が低いものしか浮上させることができません。 （ナトリウムとコーヒーの顆粒は水よりも密度が低いため、浮きます）。 このシステムは、危険物を安全に操作したり、はるかに低コストで微小重力実験をシミュレートしたりするために使用できます。 「これからは、これを行うために宇宙に行く必要はありません。キッチンで行うことができます」とPoulikakos氏は言います。 また、液体が凝固点を下回ったときに液体がどのように反応するかを確認するなど、新しい方法で化学反応を研究するのにも役立つ場合があります。冷たい表面はすぐに固体を形成するため、これはコンテナ内では機能しませんが、液体が表面に接触しない限り、非常に低い温度でも液体を維持することができます。 浮かぶ人 このデバイスが浮揚できるオブジェクトのサイズに固有の上限はありません。人間は水よりわずかに密度が高いだけなので、人を浮かせることができるはずです。 「問題はないと思います」とPoulikakosは言います。 ただし、オブジェクトが大きいほど、必要な音波の振幅が大きくなるため、でこぼこで危険な乗り心地になる可能性があります。人がノードの外に滑り込んだ場合、振幅が大きいと上向きまたは上向きが大きくなるため、殴打する可能性があります。下向きの力。 「人間が音響力に耐えられるかどうかは、100％確信が持てません」とPoulikakos氏は言います。 英国のブリストル大学のブルース・ドリンクウォーターは、「彼らはいくつかの特別な美しい結果をもたらしました」と感銘を受けました。彼は、このシステムを使用して、壊れやすい電子機器や生体細胞などの繊細な物体を輸送する可能性に興奮しています。 ジャーナルリファレンス：米国科学アカデミー紀要、DOI：10.1073 / pnas.1301860110 Read more: https://www.newscientist.com/article/dn23870-sound-waves-levitate-and-mix-floating-drops-of-liquid/#ixzz6ijvvxdLG