Akustická levitácia: hlavná vec je zachytiť vlnu. Levitácia pod vplyvom akustického lúča Urob si sám akustickú levitáciu

Mnohí moderní výskumníci považujú fiktívnu verziu, že egyptské pyramídy boli postavené pomocou ručnej práce mnohých otrokov a najatých robotníkov. Už to, že tieto obrovské stavby postavili Egypťania, a nie vysoko rozvinutá civilizácia, ktorá im predchádzala, už vzbudzuje pochybnosti. Navyše, naša civilizácia so všetkými svojimi technologickými prelommi si zatiaľ výstavbu takýchto štruktúr nemôže dovoliť.

V súčasnosti si čoraz väčšiu obľubu získava verzia, že niekoľkotonové bloky egyptských pyramíd boli ukladané technológiou akustickej levitácie. Podstatou tejto technológie je, že medzi ultrazvukovým žiaričom a reflektorom vzniká stojaté vlnenie. Ukazuje sa, že táto vlna môže spôsobiť, že niektoré predmety budú levitovať.

Doteraz sa takéto experimenty robili len s malými a ľahkými predmetmi. Vedci sa však domnievajú, že akustický vplyv do značnej miery nezávisí od sily zvuku, ale od jeho frekvencie. Výberom určitej frekvencie zvuku môžete dosiahnuť stav rezonancie s určitou látkou a spôsobiť zmenu jej vlastností vrátane prejavu levitácie, pri ktorej sa neutralizuje váha predmetu. A potom nebude presúvanie mnohotonových blogov také ťažké.

Tu je to, čo o tom píše Yu Ivanov, riaditeľ Interdisciplinárneho inštitútu rytmu: „Moderná veda nie je schopná urobiť to, čo údajne robili starí Egypťania, ale skutočnosť, že veľké predmety sa pohybovali buď pomocou akustickej levitácie, alebo pomocou inej metódy, o ktorej nemáme ani poňatia, v tom nie je žiadna mystika tu je presny vypocet a presna znalost, cize ti, co to robili, vedeli co konkretne robia a vedeli ako.

Keď predmet schudne, zdvihnete ho jednou rukou ako kozmonauti vo vesmíre a presuniete ho tam, kde má byť. Napríklad máte malé zariadenie, ktoré vám to umožňuje. Potom ho opatrne umiestnite, upravíte, vypnete a tento predmet opäť získa svoju váhu a zapadne na miesto.“

Práve pomocou metódy akustickej levitácie postavil Edward Litzkalnen svoj slávny Koralový hrad v americkom štáte Florida. Pre moderných vedcov je tento kamenný hrad, na stavbu ktorého bolo potrebných 100 tisíc koralov, stále inžinierskym tajomstvom. Pretože nie je celkom jasné, alebo skôr vôbec nie je jasné, ako boli obrovské niekoľkotonové bloky dokonale do seba zasadené a ukladané do veží, brán a iných architektonických kompozícií.

Je známe, že pred začatím výstavby tohto hradu strávil Litzkalnen dlhý čas v miestnej knižnici, kde obzvlášť starostlivo študoval knihy o egyptských pyramídach. Niektorí vedci sa domnievajú, že bol schopný odhaliť technológiu konštrukcie týchto štruktúr založenú na akustickej levitácii.

V Coral Castle Museum je fotografia, na ktorej je zachytený jeho bývalý majiteľ pri nejakej práci. Zároveň sú na trojnožkách čudné krabice, z ktorých sa ku blokom tiahnu nejaké drôty. A je dosť možné, že tieto boxy slúžili ako opakovače signálu určitej frekvencie. Sám tvrdil, že kameňom hral určitú hudbu, v dôsledku čoho na určitý čas stratili svoju váhu.

Mimochodom, táto technológia je dodnes známa v niektorých tibetských lamaistických kláštoroch a naďalej sa používa v stavebníctve vo vysokých horách na zdvíhanie ťažkých kameňov do výšky hrou na hudobné nástroje. Preto nie je prekvapujúce, že takéto technológie by mohli byť dedičstvom starovekých vysoko rozvinutých predpotopných civilizácií, z ktorých jedna postavila pyramídy.

Egyptskí faraóni už takéto technológie samozrejme nevlastnili, ale snažili sa dostať k technológiám legendárnej „dynastie bohov“, ktorá vládla týmto krajinám dávno pred faraónmi. Preto, keď boli tieto obrovské pyramídy objavené pod pieskom, boli vykopané na príkaz faraónov. O čom bola potom urobená zodpovedajúca poznámka na stenách pyramídy. Moderní historici však interpretujú mená týchto faraónov presne ako tvorcov pyramíd, a to aj napriek nedostatku skutočnej schopnosti starých Egypťanov stavať takéto stavby.

To isté možno povedať o štruktúrach Inkov a Mayov, ktoré v skutočnosti vznikli dávno predtým, ako sa tieto národy objavili na historickej scéne. A s najväčšou pravdepodobnosťou boli tieto komplexy a pyramídy amerického kontinentu vytvorené pomocou rovnakej technológie, ktorá bola použitá pri stavbe Veľkých pyramíd v Gíze.

Zvuk sa šíri v akomkoľvek médiu okrem vákua. Zvukové vlny obklopujú človeka, ale často jednoducho nemyslí na ich prítomnosť. Zvuky možno počuť, ale nie sú hmatateľné. Hlasné zvuky majú negatívny vplyv na človeka a vytvárajú hluk. Nepočuteľné zvuky môžu vytvárať vnemy, no ľudské vedomie ich nevníma.

Zvuk s vysokou hustotou sa môže stať hmatateľným ako objekt. Zákony šírenia zvukových vĺn však neposkytujú predstavu o zvuku ako hnacej sile. Čo je objektívne cítiť: samotný zvuk alebo vibrácie okolitých predmetov?

Myšlienka, že niečo také nehmotné môže zdvihnúť predmety, sa môže zdať neuveriteľné, ale je to skutočný fenomén. Akustická levitácia využíva vlastnosť zvuku na vyvolávanie vibrácií v pevných látkach, kvapalinách a ťažkých plynoch. Možnosť výroby antigravitačnej sily pomocou zvukových vĺn bola známa už v staroveku.

Akustická levitácia zadržiava kvapôčky vody.

Štúdium fenoménu akustickej levitácie je založené na znalostiach gravitácie, vzduchu a vlnových vlastností zvuku.

Gravitácia spôsobuje, že sa predmety navzájom priťahujú. Newtonov zákon poskytuje najjednoduchší spôsob, ako vysvetliť povahu gravitácie. Tento zákon hovorí, že každá častica vo vesmíre priťahuje všetky ostatné častice. Sila príťažlivosti sa zvyšuje s hmotnosťou predmetu. Vzdialenosť medzi objektmi tiež ovplyvňuje silu príťažlivosti. Na planetárnej úrovni padajú všetky objekty v blízkosti zemského povrchu na zem. Gravitácia má svoje parametre, ktoré sa vo vesmíre menia len málo.

Vo vzduchu Môžu sa vytvárať aj toky, ako v kvapalinách. Rovnako ako kvapalina, aj vzduch sa skladá z mikročastíc, ktoré sa pohybujú voči zemi a voči sebe navzájom. Vzduch môže tiež prúdiť ako voda, ale keďže častice vzduchu nie sú veľmi husté, môžu sa pohybovať rýchlejšie.

Zvuk je vibrácia, ktoré sa vyskytujú v plynnom, kvapalnom, pevnom prostredí. Zvukové vlny sa šíria zo zdroja, ktorý sa veľmi rýchlo pohybuje alebo mení tvar s nízkou amplitúdou. Napríklad úder zvona spôsobí, že zvon začne vibrovať vo vzduchu. Zvonček sa pohybuje jedným smerom a tlačí molekuly vzduchu, čo spôsobuje, že vytláčajú a tlačia iné molekuly, čím vytvárajú oblasť vysokého tlaku. V oblasti vysokého tlaku vzniká stlačený vzduch. Keď sa zvon pohybuje späť, ťahá molekuly vzduchu, čím vytvára oblasť nízkeho tlaku. V oblastiach nízkeho tlaku sa tvorí riedky vzduch. Zvonček opakuje vibračné pohyby, čím vytvára opakujúcu sa sériu stláčania a riedenia. Amplitúda vibrácií zvonu určuje vlnovú dĺžku produkovaného zvuku.

Zvukové vlny sa šíria v dôsledku pohybu molekúl vzduchu. Molekuly umiestnené v blízkosti povrchu zvona tlačia okolité molekuly vo všetkých smeroch. Zvuk sa šíri okolitým vzduchom. Ak neexistujú žiadne molekuly, zvuk sa nemôže šíriť. To je dôvod, prečo sa zvuk nešíri vo vákuu. Nasledujúca animácia zobrazuje proces tvorby zvuku.


Zvonček tlačí molekuly vzduchu. Molekuly tlačia iné molekuly.
Zvukové vlny vznikajú postupným stláčaním a riedením vzduchu.

Metóda zvukovej levitácie je založená na použití zvukových vĺn na vyrovnávanie gravitačnej sily. Na Zemi to môže viesť k efektu predmetov vznášajúcich sa nad zemským povrchom. Vo vesmíre je to spôsob vyvažovania a stabilizácie objektov v nulovej gravitácii.

Fyzika zvukovej levitácie.

Akustické levitačné zariadenie pozostáva z dvoch hlavných častí:
prevodník- vibrujúci povrch, ktorý vytvára zvukové vlny;
reflektor- doska, od ktorej sa odráža zvuková vlna.

Prevodník a reflektor môžu mať konkávne povrchy na zaostrenie zvuku. Aby sa udržala kvapka vody, zvuková vlna niekoľkokrát prechádza od zdroja k reflektoru a späť. Zariadenie je nakonfigurované určitým spôsobom: pomer dĺžky medzery medzi konvertorom a reflektorom k vlnovej dĺžke sa rovná celému číslu. To znamená, že vzdialenosť medzi konvertorom a reflektorom sedí prirodzený počet vĺn.


Stojatá zvuková vlna

Počet vĺn, ktoré zapadajú do intervalu
medzi prevodníkom a reflektorom sa rovná prirodzenému číslu.

Zvuková vlna, ako všetky zvuky, je pozdĺžna tlaková vlna. V pozdĺžnej vlne je pohyb každého bodu rovnobežný so smerom šírenia vlny.

Vlna sa môže odrážať od povrchov. Z toho vyplýva zákon odrazu, ktorý hovorí, že uhol dopadu - uhol medzi osou dopadajúcej vlny a normálou k povrchu - sa rovná uhlu odrazu - uhlu medzi osou odrazenej vlny a normálne k povrchu. To znamená, že zvuková vlna sa odráža od povrchu pod rovnakým uhlom, v akom dopadá na povrch. Zvukové vlny dopadajúce pod uhlom 90 stupňov sa odrazia späť pod rovnakým uhlom.

Keď sa zvuková vlna odráža od povrchu, interakcia medzi jej kondenzáciou a riedením vytvára interferenciu. Kompresia zvukovej vlny sa stretáva s kompresiou odrazenej vlny. Aby vlna nehybne stála a nepohybovala sa, vlnová dĺžka sa musí v medzere medzi meničom a reflektorom zmestiť ako celé číslo. To vytvára uzavreté oblasti hustého vzduchu a oblasti riedkeho vzduchu. Pomocou stojatých zvukových vĺn môžete vzniesť kvapku vody do vzduchu.

Stojaté zvukové vlny majú uzly - oblasti minimálneho tlaku - a antinody - oblasti maximálneho tlaku. Aby mohla kvapka vody levitovať, musí byť umiestnená v uzle zvukovej vlny. Kvapka bude ležať medzi dvoma antinodami.



Oblasti nízkeho a vysokého tlaku

Vytvorí sa stojatá zvuková vlna
oblasti stlačeného a riedeného vzduchu

Reflektor je inštalovaný vo vzťahu ku konvertoru tak, že vzdialenosť medzi nimi zodpovedá celému počtu vlnových dĺžok a oblasti nízkeho a vysokého tlaku sú rovnobežné s osou gravitácie. V tomto prípade zvuková vlna vytvára konštantný tlak na kvapku vody zospodu a vyrovnáva gravitačnú silu.



Kvapka vody sa nachádza v uzle

Akustická levitácia vytvára plochy
vysoký tlak, ktorý zadržiava kvapky vody

Vo vesmíre je slabá gravitácia. Plávajúce častice sa zhromažďujú v uzloch zvukových vĺn a nerozptyľujú sa. V podmienkach zemskej gravitácie sa častice nachádzajú nad antinódami, ktoré bránia časticiam padať na zem.

Akustická levitácia sa dá využiť v rôznych oblastiach: na ovládanie vzdušných častíc, zdvíhanie gravitácie, stabilizáciu a koordináciu, polohovanie dielov, priemyselné zariadenia a ovládanie kvapalných látok.

Princíp činnosti akustickej levitácie je produkovať zvukové vlny v uzavretom priestore. Stláčaním a riedením vzduchu zvukovými vlnami vznikajú oblasti nízkeho a vysokého tlaku - uzly a antinódy stojatej zvukovej vlny. V uzloch pôsobí gravitačná sila: častice vzduchu a suspendované mikročastice smerujú do stredu uzla. Na antinody pôsobia antigravitačné sily: častice vzduchu a suspendované častice majú tendenciu opúšťať antinodu.

Podobné experimenty možno vykonávať v magnetických a elektrických poliach na prekonanie gravitácie a vyváženie objektov v levitujúcom stave.

Asier Marzo, vedecký pracovník na univerzite v Bristole, sa zaoberá výskumom v oblasti ultrazvuku a elektromagnetizmu a uverejňuje zaujímavé projekty pre 3D tlačiarne - silové lúče a zariadenia na akustickú levitáciu!

Nedávno sme hovorili o zaujímavom projekte, ktorého autorom je tím lotyšských výskumníkov zo spoločnosti Neurotechnology, ktorí vyvíjajú technológiu založenú na polohovaní pomocou ultrazvukových meničov. Asierove projekty sú založené na rovnakom princípe – ovládanie objektov a dokonca ich udržiavanie v zavesenom stave pomocou smerovaných zvukových vĺn.

Najnovším projektom je zariadenie na akustickú levitáciu malých predmetov – guľôčok, kvapiek tekutín, či dokonca mravcov, ktorí takýto obrat nečakajú. Smerové zvukové pole je generované ultrazvukovými meničmi inštalovanými v spodnej a hornej časti zariadenia. Prevodníky vyvíjajú tlak na objekt a zaostrenie poľa sa dosahuje ohýbaním a nastavením výstupného výkonu horného a spodného horného a spodného poľa.

Na ovládanie prevodníkov budete potrebovať mikrokontrolér Arduino Nano a ovládač L298N. V originálnom prevedení je 72 meničov - autor odporúča MSO-P1040H07T od Manorshi alebo FBULS1007P-T od Ningbo.

Nosná konštrukcia zariadenia je mimoriadne jednoduchá a je možné ju 3D vytlačiť v jednom kuse pomocou 3D modelu poskytnutého autorom. Hlavnou vecou nie je zamieňať polaritu pri inštalácii reproduktorov. Prípadne si môžete postaviť výkonnejšiu verziu so 16 mm prevodníkmi, ktorá je schopná pracovať s hustejšími a ťažšími predmetmi, ale o niečo menej účinná pri levitujúcich kvapalinách. Kompletný zoznam komponentov a podrobné montážne pokyny nájdete na tomto odkaze a výrobný proces je názorne znázornený na videu: Ale možno ešte zaujímavejší je Asierov ďalší projekt – akýsi silový lúč. V podstate ide o polovičnú, manuálnu verziu toho istého levitátora. Princíp činnosti je podobný, ale na vytvorenie tohto zariadenia budete potrebovať o polovicu menej prevodníkov, plus rovnaký mikrokontrolér a duálny ovládač.

Celkové náklady na komponenty pre akustický silový lúč sa odhadujú na približne 75 USD. Podrobný návod nájdete na tomto odkaze a ukážku fungovania a procesu montáže predstavuje video: Máte nejaké zaujímavé novinky? Podeľte sa s nami o svoj vývoj a my o nich povieme celému svetu!

Zvuk sa šíri v akomkoľvek médiu okrem vákua. Zvukové vlny obklopujú človeka, ale často jednoducho nemyslí na ich prítomnosť. Zvuky možno počuť, ale nie sú hmatateľné. Hlasné zvuky majú negatívny vplyv na človeka a vytvárajú hluk. Nepočuteľné zvuky môžu vytvárať vnemy, no ľudské vedomie ich nevníma.

Zvuk s vysokou hustotou sa môže stať hmatateľným ako objekt. Zákony šírenia zvukových vĺn však neposkytujú predstavu o zvuku ako hnacej sile. Čo je objektívne cítiť: samotný zvuk alebo vibrácie okolitých predmetov?

Myšlienka, že niečo také nehmotné môže zdvihnúť predmety, sa môže zdať neuveriteľné, ale je to skutočný fenomén. Akustická levitácia využíva vlastnosť zvuku spôsobovať vibrácie v pevných látkach, kvapalinách a ťažkých plynoch. Možnosť výroby antigravitačnej sily pomocou zvukových vĺn bola známa už v staroveku.

Akustická levitácia zadržiava kvapôčky vody

Štúdium fenoménu akustickej levitácie je založené na znalostiach gravitácie, vzduchu a vlnových vlastností zvuku.

Gravitácia spôsobuje, že sa predmety navzájom priťahujú. Newtonov zákon poskytuje najjednoduchší spôsob, ako vysvetliť povahu gravitácie. Tento zákon hovorí, že každá častica vo vesmíre priťahuje všetky ostatné častice. Sila príťažlivosti sa zvyšuje s hmotnosťou predmetu. Vzdialenosť medzi objektmi tiež ovplyvňuje silu príťažlivosti. Na planetárnej úrovni padajú všetky objekty v blízkosti zemského povrchu na zem. Gravitácia má svoje parametre, ktoré sa vo vesmíre menia len málo.

Vo vzduchu Môžu sa vytvárať aj toky, ako v kvapalinách. Rovnako ako kvapalina, aj vzduch sa skladá z mikročastíc, ktoré sa pohybujú voči zemi a voči sebe navzájom. Vzduch môže tiež prúdiť ako voda, ale keďže častice vzduchu nie sú veľmi husté, môžu sa pohybovať rýchlejšie.

Zvuk je vibrácia, ktoré sa vyskytujú v plynnom, kvapalnom, pevnom prostredí. Zvukové vlny sa šíria zo zdroja, ktorý sa veľmi rýchlo pohybuje alebo mení tvar s nízkou amplitúdou. Napríklad úder zvona spôsobí, že zvon začne vibrovať vo vzduchu. Zvonček sa pohybuje jedným smerom a tlačí molekuly vzduchu, čo spôsobuje, že vytláčajú a tlačia iné molekuly, čím vytvárajú oblasť vysokého tlaku. V oblasti vysokého tlaku vzniká stlačený vzduch. Keď sa zvon pohybuje späť, ťahá molekuly vzduchu, čím vytvára oblasť nízkeho tlaku. V oblastiach nízkeho tlaku sa tvorí riedky vzduch. Zvonček opakuje vibračné pohyby, čím vytvára opakujúcu sa sériu stláčania a riedenia. Amplitúda vibrácií zvonu určuje vlnovú dĺžku produkovaného zvuku.

Zvukové vlny sa šíria v dôsledku pohybu molekúl vzduchu. Molekuly umiestnené v blízkosti povrchu zvona tlačia okolité molekuly vo všetkých smeroch. Zvuk sa šíri okolitým vzduchom. Ak neexistujú žiadne molekuly, zvuk sa nemôže šíriť. To je dôvod, prečo sa zvuk nešíri vo vákuu. Nasledujúca animácia zobrazuje proces tvorby zvuku.

Zvonček tlačí molekuly vzduchu. Molekuly tlačia iné molekuly.
Zvukové vlny vznikajú postupným stláčaním a riedením vzduchu.

Metóda zvukovej levitácie je založená na použití zvukových vĺn na vyrovnávanie gravitačnej sily. Na Zemi to môže viesť k efektu predmetov vznášajúcich sa nad zemským povrchom. Vo vesmíre je to spôsob vyvažovania a stabilizácie objektov v nulovej gravitácii.

Fyzika zvukovej levitácie

Akustické levitačné zariadenie pozostáva z dvoch hlavných častí:

  • prevodník - vibrujúci povrch, ktorý vytvára zvukové vlny;
  • reflektor - doska, od ktorej sa odráža zvuková vlna.

Prevodník a reflektor môžu mať konkávne povrchy na zaostrenie zvuku. Aby sa udržala kvapka vody, zvuková vlna niekoľkokrát prechádza od zdroja k reflektoru a späť. Zariadenie je nakonfigurované určitým spôsobom: pomer dĺžky medzery medzi konvertorom a reflektorom k vlnovej dĺžke sa rovná celému číslu. To znamená, že vzdialenosť medzi konvertorom a reflektorom sedí prirodzený počet vĺn.


Stojatá zvuková vlna

Počet vĺn, ktoré zapadajú do intervalu
medzi prevodníkom a reflektorom sa rovná prirodzenému číslu.

Zvuková vlna, ako všetky zvuky, je pozdĺžna tlaková vlna. V pozdĺžnej vlne je pohyb každého bodu rovnobežný so smerom šírenia vlny.

Vlna sa môže odrážať od povrchov. Z toho vyplýva zákon odrazu, ktorý hovorí, že uhol dopadu - uhol medzi osou dopadajúcej vlny a normálou k povrchu - sa rovná uhlu odrazu - uhlu medzi osou odrazenej vlny a normálne k povrchu. To znamená, že zvuková vlna sa odráža od povrchu pod rovnakým uhlom, v akom dopadá na povrch. Zvukové vlny dopadajúce pod uhlom 90 stupňov sa odrazia späť pod rovnakým uhlom.

Keď sa zvuková vlna odráža od povrchu, interakcia medzi jej kondenzáciou a riedením vytvára interferenciu. Kompresia zvukovej vlny sa stretáva s kompresiou odrazenej vlny. Aby vlna nehybne stála a nehýbala sa, vlnová dĺžka sa musí vložiť do medzery medzi meničom a reflektorom ako celé číslo. To vytvára uzavreté oblasti hustého vzduchu a oblasti riedkeho vzduchu. Použitím stojaté zvukové vlny Môžete zavesiť kvapku vody do vzduchu.

Stojaté zvukové vlny majú uzly - oblasti minimálneho tlaku - a antinody - oblasti maximálneho tlaku. Aby mohla kvapka vody levitovať, musí byť umiestnená v uzle zvukovej vlny. Kvapka bude ležať medzi dvoma antinodami.


Oblasti nízkeho a vysokého tlaku

Vytvorí sa stojatá zvuková vlna
oblasti stlačeného a riedeného vzduchu

Reflektor je inštalovaný vo vzťahu ku konvertoru tak, že vzdialenosť medzi nimi zodpovedá celému počtu vlnových dĺžok a oblasti nízkeho a vysokého tlaku sú rovnobežné s osou gravitácie. V tomto prípade zvuková vlna vytvára konštantný tlak na kvapku vody zospodu a vyrovnáva gravitačnú silu.


Kvapka vody sa nachádza v uzle

Akustická levitácia vytvára plochy
vysoký tlak, ktorý zadržiava kvapky vody

Vo vesmíre je slabá gravitácia. Plávajúce častice sa zhromažďujú v uzloch zvukových vĺn a nerozptyľujú sa. V podmienkach zemskej gravitácie sa častice nachádzajú nad antinódami, ktoré bránia časticiam padať na zem.

Akustická levitácia sa dá využiť v rôznych oblastiach: na ovládanie vzdušných častíc, zdvíhanie gravitácie, stabilizáciu a koordináciu, polohovanie dielov, priemyselné zariadenia a ovládanie kvapalných látok.

Princíp fungovania akustickej levitácie je produkovať zvukové vlny v uzavretom priestore. Stláčaním a riedením vzduchu zvukovými vlnami vznikajú oblasti nízkeho a vysokého tlaku - uzly a antinódy stojatej zvukovej vlny. V uzloch pôsobí gravitačná sila: vzduchové častice a suspendované mikročastice smerujú do stredu uzla. Na antinody pôsobia antigravitačné sily: častice vzduchu a suspendované častice majú tendenciu opúšťať antinodu.

Podobné experimenty možno vykonávať v magnetických a elektrických poliach na prekonanie gravitácie a vyváženie objektov v levitujúcom stave.

Hoci je veda považovaná za hlavnú paradigmu rozvoja ľudskej civilizácie už najmenej dve storočia, vnímanie sveta väčšinou ľudí má stále ďaleko od vedeckého. Napríklad pre nás je zvláštny jav ako akustická levitácia. Pre každodenné vedomie je ťažké pochopiť, ako pomocou zvukových vĺn môžete prinútiť predmety levitovať. Medzitým je tento jav známy, aj keď teoreticky, vedcom už najmenej niekoľko desaťročí.

Čo je zvuk

Vlastne akustická, alebo zvuková levitácia , teda stabilná poloha objektu s badateľnou hmotnosťou v akustickej vlne, má celkom jednoduché vysvetlenie. Na pochopenie podstaty tohto javu si stačí pripomenúť podstatu zvuku, o ktorej už od školských čias vieme, že ide o vlnenie. Zvukové vlny sa šíria v rôznych médiách, či už ide o pevné, kvapalné alebo ťažké plyny. Vzduch okolo nás nie je nič iné ako ťažký plyn, alebo skôr zmes plynov.

Existuje špeciálny typ zvukových vĺn - takzvaná stojatá vlna. Takáto vlna sa vyskytuje v špeciálnych oscilačných systémoch, v ktorých sa zvuk odráža od nejakej prekážky. V tomto prípade sa zvuková vlna jednoducho neodráža, ale je tiež superponovaná na pôvodnú zvukovú vlnu a polohy maximálnej a minimálnej amplitúdy sa musia opakovať. V reálnom živote možno počuť a ​​pozorovať stojatú zvukovú vlnu pri hre na hudobných nástrojoch – takéto vlny vznikajú, keď vzduch vibruje v organovej píšťale alebo keď vibruje struna na gitare.

Levitácia, teda zvláštna oblasť beztiaže, do ktorej je možné umiestniť hmotný predmet, sa v tomto prípade objavuje v súvislosti so striedaním oblastí vysokého a nízkeho tlaku. Zvukové vlny šíriace sa vzduchom sú prúdy molekúl. Tieto prúdy molekúl, navrstvené na seba v stojatej akustickej vlne, vytvárajú riedke zóny, v ktorých je výrazne znížený vplyv gravitácie. Práve vďaka tomu môže predmet zachytený v stojatej vlne skutočne zamrznúť, teda schudnúť.

Vibrácia a odraz

V praxi sa však zatiaľ dá zvuková levitácia vykonávať len s malými predmetmi a malým množstvom konkrétnej látky. Je tiež zrejmé, že v súčasnosti je akustická levitácia, vytvorená vlastnými rukami v každodenných podmienkach, náročná úloha. Aj keď s trochou šťastia, potrebnými znalosťami a dostupnosťou potrebných materiálov a nástrojov je možné takýto výsledok dosiahnuť. Najčastejšie sa pokusy o dosiahnutie akustickej levitácie uskutočňujú s kvapkou vody.

Akékoľvek zariadenie na realizáciu tohto typu levitácie musí pozostávať z transformačného zariadenia s vibrujúcim povrchom, ktorý vysiela zvukové vlny, a reflexnými povrchmi, od ktorých sa tieto vlny budú „odrážať“. Experimenty ukazujú, že najefektívnejšie je dať transformačnému vibračnému povrchu aj reflektorom konkávny tvar. Vďaka tomu sa lepšie dosiahne zaostrenie zvuku. Okrem toho je potrebné venovať osobitnú pozornosť rovnomernosti transformujúcich sa a odrazových plôch a ich správnemu umiestneniu voči sebe navzájom. Pretože zvuková vlna sa musí odrážať od povrchu pod rovnakým uhlom, v akom na ňu dopadá.

Akustická gravitácia je sľubnou oblasťou výskumu v praktickej technologickej oblasti, pretože je takmer nezávislá od materiálov použitých pri práci, čo znižuje náklady na experimenty. Na druhej strane, zatiaľ nebolo možné dosiahnuť levitáciu zvuku pri predmetoch významnej hmotnosti, ktorých hmotnosť sa počíta v kilogramoch alebo viac. Na udržanie hmotných predmetov v stave beztiaže sú v tomto prípade potrebné silné zvukové vlny. Akustická levitácia teda ešte nie je veľmi stabilná – ak do stojatej vlny umiestnite dostatočne masívny predmet, potom na jeho podporu budete potrebovať také silné zvukové vlny, že ich intenzita môže objekt jednoducho zničiť.

Švajčiari nielen jedia syr, ale aj levitujú

Pri zmienke o Švajčiarsku sú najčastejšími a najzrozumiteľnejšími asociáciami slávne švajčiarske hodinky, banky a syry. V tejto krajine sa však aktívne rozvíja fundamentálna veda, a tak niet divu, že sa tu uskutočňujú úspešné experimenty s akustickou levitáciou. Najväčší úspech v tomto smere dosiahli miestni vedci za posledné roky. Špecialisti zo Švajčiarskej vyššej technickej školy (Zurich) tak ako prví dosiahli riadený let objektov v oblasti akustickej levitácie.

Švajčiarom sa podarilo vyriešiť jeden z najzložitejších problémov zvukovej levitácie – veľkosť predmetu umiestneného v stojatej vlne by nemala presiahnuť polovicu dĺžky použitej zvukovej vlny. Ak sú zvukové vlny príliš intenzívne, sú nebezpečné pre stabilitu prebiehajúceho procesu. Vedci vyvinuli inštaláciu pozostávajúcu z mnohých modulov „prevodník-reflektor“, ktoré sa navzájom vyrovnávajú. Vyžarované zvukové vlny boli modifikované počítačovým programom, čím sa dosiahla kontrola nad levitujúcim objektom.

Vedcom sa podarilo nielen striedavo otáčať zaveseným špáradlom v rôznych smeroch, ale dosiahnuť aj spojenie pevných častíc do jednej hrudky a splynutie niekoľkých malých kvapiek vody do jednej veľkej kvapky.

Problém levitácie zvuku sa rozvíja nielen vo Švajčiarsku, ale aj v USA. Pracovníkom v Argonne National Laboratory neďaleko Chicaga sa podarilo dosiahnuť sonickú levitáciu s biologicky aktívnymi materiálmi. Zatiaľ to ľudstvo nepribližuje k jednému z drahocenných snov futurológov a spisovateľov sci-fi – prenosnému zariadeniu na ľudskú levitáciu. Úspech amerických vedcov súvisí predovšetkým s medicínou a biológiou, pretože pomáha vykonávať rôzne manipulácie v sterilnejších podmienkach. Zatiaľ je to však len sľubný vývoj do budúcnosti – dnes hmotnosť biologicky aktívnej látky, s ktorou je možné manipulovať v podmienkach akustickej gravitácie, nepresahuje jeden mililiter.

Alexander Babitsky