Científicos logran hacer levitar un objeto utilizando ondas sonoras

Física, Mundo Cuántico y Futuro

Por Sophimania Redacción
18 de Agosto de 2016 a las 16:28
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Científicos logran hacer levitar un objeto utilizando ondas sonoras
Es la primera vez que se levita un objeto con esa masa. Foto: Universidad de Rio de Janeiro

Investigadores brasileros han levitado con éxito una bola de poliestireno sólido de 50 mm usando ondas sonoras de alta frecuencia. Aunque anteriormente, otros científicos han sido capaces de levitar acústicamente objetos pequeños como gotas de agua, este es uno de los objetos más grandes que jamás hayan flotado en el aire usando el poder del sonido.

La levitación acústica funciona mediante el uso de haces de ondas sonoras opuestas para crear una onda estacionaria. Estas ondas estacionarias tienen picos que oscilan entre presiones altas y bajas, y se pueden utilizar para rebotar y empujan un objeto hacia arriba contra la fuerza de la gravedad.

La técnica tradicional atrapa el objeto en el nodo de presión (el punto donde la presión de la onda estacionaria no cambia en absoluto) de manera que la onda estacionaria por debajo del objeto funciona como una paleta de ping pong, constantemente golpeando el objeto hacia arriba.

Por lo general, esto se realiza con gotitas de agua o bolitas de poliestireno más pequeñas que la longitud de onda acústica. Pero esta es la primera vez que se ha usado levitación acústica para elevar una esfera 3.6 veces más grande que la longitud de onda acústica, y con una masa de alrededor de 1.5 gramos.

Antes de este último experimento, se pensó que el máximo tamaño de un objeto que se podía levitar utilizando ondas de ultrasonido, con una frecuencia de 20 kHz y una longitud de onda de 14 mm, era de alrededor de 4 mm de diámetro.

"En nuestro estudio, hemos demostrado que podemos combinar múltiples transductores ultrasónicos para hacer levitar un objeto significativamente mayor que la longitud de onda acústica," dijo uno de los investigadores, Marco Andrade, de la Universidad de Sao Paulo en Brasil, a Phys.org. "Pudimos aumentar el tamaño máximo objeto de una cuarta parte de la longitud de onda de 50 mm, que es de aproximadamente 3.6 veces la longitud de onda acústica."

Para conseguirlo, el equipo utilizó una estructura de trípode de transductores de ultrasonido. En lugar de atrapar el objeto en el nodo de presión, el equipo generó una onda estacionaria entre los transductores y el objeto. Esto significó que la esfera estaba siendo amortiguada por tres lados por las ondas de sonidos para mantenerla en su lugar.

Con esta técnica, el equipo fue capaz de levitar la esfera a una altura de alrededor de 7 mm, que es aproximadamente la mitad de la longitud de onda de las ondas acústicas. Sin embargo, los investigadores esperan que modificando su técnica, sean capaces de elevar aún los objetos, y también hacer levitar otros objetos de mayor tamaño en diferentes ángulos.

"Por el momento, sólo podemos hacer levitar el objeto en una posición fija en el espacio", añadió Andrade. "En un próximo trabajo, nos gustaría desarrollar nuevos dispositivos capaces de levitar y manipular grandes objetos en el aire", finalizó.

La levitación acústica podría usarse en el futuro para controlar materiales extremadamente corrosivos o calientes; también podría tener aplicaciones en el espacio, como controlar líquidos. Quién sabe, y hasta podemos tener dispositivos levitatorios como en Star Trek.

 

FUENTES: PHYS.ORG, SCIENCEALERT


#acustica #levitación
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