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Puede parecer futurista, pero la idea de utilizar ondas sonoras para hacer
levitar objetos diminutos es algo que hemos visto demostrado de varias formas
interesantes. Ahora, unos científicos japoneses han añadido otra a la lista
que podría acercar un poco más esta tecnología experimental al uso práctico,
al demostrar por primera vez cómo puede levantar pequeñas bolas de
poliestireno de una superficie rígida.
En los últimos años, hemos
estudiado varios tipos de sistemas de "pinzas sonoras" que utilizan ondas
sonoras cuidadosamente dirigidas para hacer levitar gotas de agua, cartílagos
cultivados en laboratorio e incluso aprovechar "haces tractores acústicos"
para levantar objetos relativamente grandes. Todos funcionan utilizando un
transductor que envía ondas sonoras hacia un reflector cóncavo, que las hace
rebotar hacia arriba y hace que se reúnan en el centro para formar un nuevo
tipo de onda con la presión suficiente para sujetar objetos pequeños.
Los
científicos de la Universidad Metropolitana de Tokio trataron de abrir un
nuevo camino en este campo desarrollando un sistema de pinzas acústicas que
puede recoger un objeto de un escenario rígido que refleja el sonido, en este
caso una tabla de madera. Para ello fue necesario desarrollar un novedoso
conjunto semiesférico de transductores de ultrasonidos y superar los
obstáculos técnicos asociados al control preciso de las ondas sonoras
variables en tiempo real, de forma que permitieran la levitación de pequeños
objetos por encima de la superficie de la plataforma.
Para resolver
este complejo problema, el equipo dividió su conjunto semiesférico de
transductores en ocho bloques e invirtió la polaridad de la mitad de cada uno
de ellos. La fase y la amplitud de las ondas sonoras que emanan de cada bloque
se optimizaron individualmente, lo que permitió al sistema generar una trampa
acústica en una posición muy concreta, que puede desplazarse alterando el
comportamiento de los bloques individuales.
Esto se demostró
mediante una serie de simulaciones y, posteriormente, mediante experimentos en
los que se utilizó el conjunto para elevar y hacer levitar una bola de
poliestireno de apenas tres milímetros de diámetro por encima de la tabla de
madera.
La técnica no era perfecta, ya que la bola no se elevaba
siempre y a veces se dispersaba, pero los científicos esperan mejorarla a
medida que trabajen para dar un uso práctico a la tecnología. En cualquier
caso, se trata de la primera demostración de "captación sin contacto de una
partícula en un escenario rígido con reflexión utilizando un conjunto de
transductores ultrasónicos hemisféricos controlados por varios canales",
escriben los investigadores en su artículo.
El artículo se ha
publicado en la revista
Japanese Journal of Applied Physics, mientras que el siguiente vídeo muestra este impresionante sistema en
acción.
Fuentes, créditos y referencias:
Fuente: Universidad Metropolitana de Tokio vía EurekAlert
Créditos a
NewAtlas