Physiker Haben Den Ersten Schall- "Traktorstrahl" - Alternative Ansicht

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Video: So kann man Objekte (mittels Schallwellen) schweben lassen [Compact Physics] 2024, Kann
Anonim

Britische Physiker haben den ersten vollwertigen "Levitator" entwickelt - ein Gerät, mit dem Materie in der Luft angehoben und gehalten werden kann - unter Verwendung eigenartiger akustisch analoger Hologramme.

Wissenschaftler aus Großbritannien haben den ersten Prototyp eines Schall- "Traktorstrahls" aus Science-Fiction-Filmen erstellt, mit dem Objekte beliebiger Form und ausreichender Masse in der Luft erfasst, angehoben und bewegt werden können. Dies geht aus einem Artikel hervor, der in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurde.

So stellte sich der Künstler die unsichtbare Hand des akustischen Hologramms des Levitators vor

„Mit Hilfe unseres Geräts können wir Objekte in der Luft manipulieren und, wie es einigen scheint, gegen das Gesetz der Schwerkraft verstoßen. Dies liegt an der Tatsache, dass wir die Arbeit von Dutzenden von Mikrolautsprechern individuell steuern, wodurch wir eine Art akustisches Hologramm erstellen können, mit dem viele Objekte in der Luft in Echtzeit bewegt werden können, ohne sie zu berühren “, sagte Sriram Subramanian von der Universität Sussex (UK).

Spezielle attraktive Strahlen, die in der Lage sind, mehrere Tonnen schwere Materiefragmente einzufangen und zu manipulieren, erscheinen in vielen Science-Fiction-Filmen und Romanen, insbesondere in der Science-Fiction-Serie Star Trek. Wissenschaftler haben wiederholt versucht, solche Geräte zu entwickeln, aber sie sind nicht über theoretische Entwicklungen und Prototypen hinausgegangen, deren Funktionalität äußerst eingeschränkt ist.

2013 haben tschechische Wissenschaftler den ersten Schritt zur Entwicklung eines solchen Geräts unternommen und gelernt, wie man Mikropartikel aus Materie in die Luft hebt und sie mit mehreren Laserstrahlen manipuliert.

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Subramanian und seine Kollegen konnten es viel besser machen und lernen, wie man erbsengroße Flüssigkeitströpfchen mit einem System, das sie "akustische Hologramme" nennen, in die Luft hebt und bewegt.

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Sie stellen eine spezielle Kombination von hochfrequenten und niederfrequenten Schallwellen dar, die im übertragenen Sinne eine Art "Käfig" um das gehaltene Objekt bilden und es ihnen ermöglichen, sich in jede Richtung zu bewegen und die Form dieser Falle zu ändern.

Mithilfe eines Versuchsaufbaus aus 64 Mikrodynamiken konnten die Autoren des Artikels drei Schlüsseltypen von "akustischen Hologrammen" implementieren - die sogenannte "Pinzette", die die aufgenommene Materie an Ort und Stelle hält und dreht, "Trichter", die Objekte bewegen, und "Flaschen", die sie halten in einer Position.

Laut Wissenschaftlern hat ein solches akustisches Schwebesystem keine grundlegenden Einschränkungen. Ihre derzeitige Erfindung ist in der Lage, große Tröpfchen von Flüssigkeiten oder anderen Objekten zu halten und zu bewegen, aber nichts hindert sie daran, leistungsstärkere Schallerzeuger zu erzeugen oder umgekehrt, sie zu miniaturisieren und sie zu verwenden, um Medikamente an den Körper abzugeben oder sehr empfindliche Operationen durchzuführen - zum Beispiel zum Entfernen von Nierensteinen oder Einführen von Elektroden in das Gehirn.

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