Investigadores han levitado con éxito una bola de poliestireno sólido de 50 mm usando ondas sonoras de alta frecuencia.

Aunque los científicos han sido capaces de levitar acústicamente objetos pequeños como gotitas de agua durante años, esta es una de las esferas más grandes que jamás se ha logrado flotar en el aire usando el poder del sonido.

La levitación acústica funciona mediante el uso de vigas opuestas de las ondas sonoras para crear una onda estacionaria. Estas ondas estacionarias tienen picos que oscilan entre alta y baja presión, empujando un objeto hacia arriba contra la fuerza de la gravedad.

Por lo general, esto se hace con dos ondas de sonido opuestos, y gotas de agua o pequeñas bolas de poliestireno más pequeñas que la longitud de onda acústica.

La técnica tradicional es atrapar el objeto en el nodo de presión, el punto dulce 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 .

Pero esta es la primera vez levitación acústica se ha hecho con una esfera que es 3,6 veces más grande que la longitud de onda acústica, y tiene una masa de alrededor de 1,5 gramos.

En el pasado utilizando la técnica tradicional, se pensaba que el objeto de tamaño máximo que podría levitar utilizando ondas de ultrasonido, que tienen una frecuencia de 20 kHz y una longitud de onda de 14 mm, era de 4 mm de diámetro.

“En nuestro trabajo, hemos demostrado que podemos combinar múltiples transductores ultrasónicos para hacer levitar un objeto significativamente mayor que la longitud de onda acústica, explicó Marco Andrade, de la Universidad de Sao Paulo en Brasil.

 

Para conseguirlo, el equipo utilizó una estructura de trípode de transductores de ultrasonido y en lugar de atrapar el objeto en el nodo de presión, investigadores generaron una onda estacionaria entre los transductores y el objeto.

Usando esta técnica, que fueron capaces 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.

 La levitación acústica podría desempeñar un papel importante en el futuro para analizar y controlar el líquido en el espacio, así como ayudar a los investigadores que manejan materiales extremadamente calientes o cáusticos aquí en la Tierra.

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