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Investigadores levitan objetos grandes por primera vez

Investigadores levitan objetos grandes por primera vez

Los investigadores demostraron recientemente la levitación de una esfera de poliestireno que es más grande que la longitud de onda acústica, una primicia mundial.

La idea detrás de la levitación acústica ha existido durante muchos años con demostraciones de pequeños objetos que levitan a través de ondas ultrasónicas. La levitación acústica se logra a través de una propiedad única del sonido que permite que los objetos permanezcan suspendidos sobre regiones de presión específicas. Los aparatos de levitación acústica son notablemente simples y constan de solo dos componentes principales: transductores y reflectores. El transductor proporciona el sonido que se dirige hacia el reflejo, donde luego se refleja de regreso a la fuente. El dispositivo está dispuesto de tal manera que se produce una onda estacionaria, creando una interferencia constructiva y destructiva. Cuando un objeto entra en una región de baja presión con una alta presión debajo, puede levitar. Siendo la fuerza directamente proporcional a la presión, la fuerza es, por tanto, mayor en la región de alta presión, creando una fuerza neta en la dirección hacia arriba, lo que permite que el objeto sea empujado hacia arriba. Si la fuerza hacia arriba se puede igualar con la fuerza de la gravedad, se logra la levitación.

Sin embargo, sigue existiendo un problema subyacente en el sentido de que existe una restricción en cuanto al tamaño del objeto.

"La levitación acústica de pequeñas partículas en los nodos de presión acústica de una onda estacionaria es bien conocida, pero el tamaño máximo de partícula que puede levitar en los nodos de presión es alrededor de un cuarto de la longitud de onda acústica".

Andrade dijo Phys.org.

"Esto significa que, para un transductor que opera en el rango ultrasónico (frecuencia por encima de 20 kHz), el tamaño máximo de partícula que puede levitar es de alrededor de 4 mm. En nuestro artículo, demostramos que podemos combinar múltiples transductores ultrasónicos para levitar un objeto significativamente mayor que la longitud de onda acústica. En nuestro experimento, pudimos aumentar el tamaño máximo del objeto de un cuarto de la longitud de onda a 50 mm, que es aproximadamente 3.6 veces la longitud de onda acústica ".

Los investigadores Marco Andrade y Julio Adamowski en la Universidad de São Paulo en Brasil, junto con Anne Bernassau en la Universidad Heriot-Watt en Edimburgo, Reino Unido, publicaron recientemente un artículo sobre la demostración de levitación acústica y su enfoque único que les permite levitar objetos mucho más grandes que previamente posible. Usando una configuración de trípode, se crea una onda estacionaria similar entre la esfera y los transductores. Al generar otro eje de radiación acústica, se creó una fuerza que fue capaz de sostener una carga. 3.6 veces más grande que la longitud de onda.

La tecnología podría tener usos potenciales en aplicaciones médicas donde existe un gran riesgo de contaminación bacteriana. El experimento marca otro hito en la levitación acústica, pero es probable que no se use en ningún vehículo levitante en el corto plazo.

[Fuente de imagen: AIP]

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Escrito por Maverick Baker

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