
Физики из Бразилии и Великобритании добились акустической левитации шарика рекордного диаметра (по сравнению с длиной используемой звуковой волны) — пять сантиметров. Для этого ученые разработали акустическую «треногу» из трех источников звуковых колебаний. Авторы предполагают, что их разработка может найти применение в условиях микрогравитации — для манипуляций с крупными каплями жидкости и горячими объектами. Исследование опубликовано в журнале Applied Physics Letters, кратко о нем сообщает Phys.org.Традиционная акустическая левитация предполагает использование одного, двух или более динамиков, создающих в воздухе стоячие волны. Такие волны, если бы они были видимыми, со стороны выглядят неподвижными и лишь изменяют свою амплитуду (размах). Обязательное условие их возникновения — интерференция (сложение) нескольких волн от разных источников: например, от динамика и от неподвижного объекта, отражающего исходную волну. Кроме того, в стоячей волне есть специальные точки, узлы, в которых амплитуда остается нулевой.Поскольку звук — волна колебаний давления, стоячие акустические волны представляют собой области постоянной разности давлений. Эта разница давлений может действовать на объект, помещенный в узел, компенсируя силу тяжести. Но если размеры объекта значительно превосходят длину волны, он выходит за область разности давлений и не может удерживаться звуком. Увеличение мощности звука позволяет лишь уравновесить более массивные объекты, но никак не влияет на ограничения по их размерам. Считается, что максимальный размер шарика, левитируемого с помощью стоячих волн, — четверть длины волны. В отличие от традиционных методов в новой работе авторы не пытались поместить шарик в узел стоячей волны. Вместо этого ученые создали стоячие волны между поверхностью шарика и динамиком. По словам физиков, у такой методики нет столь строгих ограничений по размерам левитируемого объекта.
