Marco Andrady et Juliu Adamovski de l'Université de São Paulo (Brésil) et Anna Bernasso de l'Université Heriot-Watt à Édimbourg (Écosse) ont mené une expérience de lévitation acoustique. Ils ont réussi à suspendre une balle en mousse d'un diamètre de 50 millimètres dans l'air. Les scientifiques ont présenté les résultats de la recherche dans la revue Applied Physics Letters.
Poisson volant
Pour la «suspension», on utilise des ondes ultrasonores, que l'oreille humaine est généralement incapable d'entendre. Auparavant, de cette manière, les chercheurs ont déjà forcé de faire léviter de petites gouttes de matière, ainsi que des objets "non standard" comme des fils et des plans bidimensionnels.
En 2006, les employés du Département de physique appliquée de l'Université polytechnique du Nord-Ouest de Chine ont mené à plusieurs reprises des expériences de lévitation.
Le chef de projet Wen Jun Xie a commencé avec des perles d'iridium et de mercure liquide. Les ultrasons directionnels ont contrecarré la gravité et les balles ont grimpé vers le haut. Cela pourrait trouver une application dans les produits pharmaceutiques: après tout, on sait que parfois des substances interagissent avec les récipients dans lesquels elles sont placées. Pourquoi ne pas inventer une balle "volante" qui ne touchera pas les parois du vaisseau?
Et puis Wen Jun Xie s'est demandé ce qui se passerait si un être vivant était placé dans le champ d'un émetteur ultrasonique? Au cours de l'expérience, divers petits animaux ont été placés sous l'émetteur, créant des vibrations de l'air d'une longueur d'onde d'environ 20 millimètres, à l'aide de pincettes: fourmis, araignées, coléoptères, abeilles, têtards et petits poissons. Certains animaux ont tenté de s'échapper, mais ils ont échoué, sous l'effet des ultrasons. Mais sous l'influence des vibrations, ils ont "bondi" et se sont suspendus en l'air … La plupart des sujets ont résisté pendant les 30 minutes de cette "torture". En général, ils ont enduré la procédure normalement, sauf que les poissons ne se sentaient pas bien en raison du manque d'eau. De plus, les chercheurs ont réussi à retirer les alevins des œufs dans la zone du champ ultrasonique. Wen Jun Xie a déclaré:que les résultats de l'expérience peuvent contribuer à d'importantes découvertes dans le domaine de la biologie.
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Grandes tailles
Aujourd'hui, un groupe de scientifiques brésiliens et écossais a pour la première fois pu démontrer la lévitation d'un objet plus long que la longueur d'onde du son (14 millimètres). «La lévitation acoustique de petits objets aux nœuds de pression d'une onde stationnaire est assez bien connue», a commenté l'un des auteurs de l'article, Marco Andrade. «Cependant, la granulométrie maximale qui peut être amenée à léviter de cette manière est d'un quart de longueur d'onde, soit seulement quatre millimètres», explique Marco Andrade. "Dans notre article, nous montrons qu'une combinaison d'émetteurs ultrasoniques peut soulever un objet beaucoup plus gros dans l'air."
Des tentatives de faire léviter des objets plats de taille considérable ont déjà été entreprises dans le passé par d'autres spécialistes. Mais ensuite, ils n'ont réussi qu'à créer l'effet de pression verticale, et les chercheurs ont été obligés de piquer des objets sur l'aiguille pour qu'ils ne s'envolent pas littéralement …
Marco Andrade et son équipe ont forcé l'objet en lévitation dans une position stable sans aucune mesure supplémentaire. Les ingénieurs ont construit un système de «trépied» de transducteurs ultrasonores pour fournir une pression verticale et latérale. Leur angle d'inclinaison et leur nombre peuvent être modifiés. Mais l'essence est la même: une onde sonore stationnaire est créée entre la balle et les émetteurs, ce qui soulève l'objet dans les airs. La force de levage des ultrasons est telle que la balle plane à une hauteur de sept millimètres (cette distance est environ la moitié de la longueur de l'onde sonore).
La portée de l'application est l'espace
Selon les développeurs, il est théoriquement possible de faire «voler» des objets d'une grande variété de formes et de tailles, et en plus, de changer leur position dans les airs.
Si la technologie de la lévitation acoustique est maîtrisée, cela permettra, selon les scientifiques, de travailler avec succès avec des matériaux chauds et des liquides, par exemple dans des conditions de microgravité spatiale. Puisque en orbite les gouttelettes de matière, en raison de la tension superficielle, acquièrent des tailles plus grandes que celles que nous avons sur Terre, il faut d'abord "pratiquer" sur des "spécimens" plus volumineux …
