Hakkame hõljuma? Maailma võimsaim heliline haardekiir võib sillutada teed inimeste leviteerimisele
Nüüd on insenerid esmakordselt näidanud, et heli lainepikkusest suuremaid objekte on samuti võimalik helilise haardekiirega stabiilselt haarata. Taoline avastus võib teha võimalikuks ravimkapslite või mikrokirurgiliste siirikute manipuleerimise inimorganismi sisemuses ning sillutada teed koguni inimeste õhkutõstmisele.
Varasemate uuringute tulemuste põhjal on teadlased eeldanud, et heliliste haardekiirte praktilise kasutamise võimalused piirduvad tillukeste objektide leviteerimisega, kuna katsed püüda haardekiirega lainepikkusest suurema läbimõõduga osakesi on järjekindlalt nurjunud — objektid hakkasid katsete käigus lihtsalt kontrollimatult pöörlema. Objekti pöörlemist põhjustab taolisel juhul asjaolu, et osa helivälja pöördliikumisest kandub üle objektile ning paneb selle üha kiirenevas tempos pöörlema, kuni objekt lõpuks väljast eemale paiskub.
Vaikset "tormisilma" ümbritseb valjem heli
Täna, 22. jaanuaril teadusajakirjas Physical Review Letters ilmunud artiklis kirjeldatud uudne lähenemine kasutab ära kiirelt kõikuvate helipööriste ootamatuid omadusi. Taolistel n-ö helitornaadodel on tuulispasale või vesipüksile omane struktuur, milles vaikset „tormisilma“ ümbritseb valjem heli.
Bristoli ülikooli uurijad avastasid, et heli pöörlemise tempot on võimalik pööriste pöörlemissuunda kiiresti muutes väga täpselt kontrollida ja seega haardekiirt edukalt stabiliseerida. Seejärel õnnestus uurijail vaikse pöörisesilma mõõtmeid suurendada nii, et sellesse oli võimalik fikseerida senisest suuremaid objekte.
Teadlased töötasid ultraheli-lainetega, mille võnkesagedus oli ainult 40 kHz ehk heliga, mis on kuuldav vaid nahkhiire kõrvale. Sellistest helilainetest moodustatud haardekiirega õnnestus neil haarata kahesentimeetrise läbimõõduga polüstüreenkera. Taolise kera läbimõõt on helilaine pikkusest rohkem kui kaks korda pikem; varem pole midagi sama suurt haardekiirega haaratud. Uurijad oletavad, et samal moel on tulevikus võimalik hõljuma panna palju suuremaidki objekte.
Uurimuse juhtiv autor, Bristoli ülikooli masinaehituse teaduskonna teadur dr Asier Marzo kommenteeris: „Suuruspiirang on akustikavaldkonna uurijatele juba aastaid peavalu valmistanud, mistõttu oli väga meeldiv leida võimalus selle probleemi lahendamiseks. Usun, et see sillutab teed paljudele uutele rakendustele.“
Õrnu seadmeid pannakse kokku puutumata
Teadustöö jaoks vajalikud simulatsioonid välja töötanud uurija dr Mihai Caleap selgitas: „Tulevikus on suurema akustilise võimsuse juures võimalik hõljuma panna isegi suuremaid objekte. Varem usuti, et see on saavutatav ainult madalate võnkesageduste juures, mis teeks eksperimendi inimkõrvale kuuldavaks ja seega inimeste tervisele ohtlikuks.“
Uurimuse läbiviimist juhatanud Bristoli ülikooli masinaehituse teaduskonna ultraheliuuringute professor Bruce Drinkwater lisas: „Helilistel haardekiirtel on röögatu hulk rakendusvõimalusi. Eriti põnev tundub mulle mõte kontaktivabadest tootmisliinidest, kus väga õrnu seadmeid ilma puudutamata kokku pannakse.“
