Британские физики рассказали, как "напечатать" левитатор дома
Физики из Британии создали компактный "левитатор", который может удерживать любой мелкий предмет на лету при помощи звуковых волн и который можно напечатать и собрать дома, говорится в статье, опубликованной в журнале Review of Scientific Instruments.
"Акустические левитаторы сегодня широко используются в фармацевтике и в биологических исследованиях, однако их можно встретить только в очень небольшом числе лабораторий, так как все они являются приборами штучного производства, а также требуют особой настройки и источника тока высокого напряжения. Благодаря нашей разработке, теперь не только ученые, но и студенты и даже обыватели смогут построить свои левитаторы дома", - рассказывает Асир Марзо (Asier Marzo) из Бристольского университета (Великобритания).
Особые притягивающие лучи, способные захватывать и манипулировать многотонными фрагментами материи, фигурируют во множестве фантастических фильмов и романов, в частности, в фантастическом сериале "Звездный путь" (Star Trek). Ученые неоднократно пытались создать подобные приборы, однако они не продвинулись дальше теоретических разработок и прототипов, крайне ограниченных в функциональности.
Ближайшим аналогом подобных "притягивающих лучей" являются так называемые акустические левитаторы - особые приборы, удерживающие небольшие фрагменты материи на лету при помощи волн ультразвука. Как правило, они состоят из двух наборов специализированных динамиков, направленных друг на друга. Они вырабатывают особые наборы акустических импульсов, которые создают стоячие волны, заставляющие предметы взлетать и парить в воздухе, не подчинясь действию силы гравитации.
Марзо и его коллеги упростили конструкцию подобных "притягивающих лучей" и сделали возможным их печать на 3D-принтере, заменив часть дорогостоящих излучателей ультразвука на несколько десятков их дешевых аналогов, ультразвуковых сенсоров для датчиков парковки, которые можно купить в любом магазине автозапчастей.
Работой этих датчиков, включающих в себя не только приемник, но и излучатель ультразвука, управляет простейший микроконтроллер Arduino, который тоже можно купить в любом магазине электроники, и записаннная в него программа, написанная для этой цели авторами статьи. Трехмерный макет летвитатора и все необходимые инструкции для его сборки были выложены учеными в открытом доступе на сайте журнала.
Подобное устройство, себестоимость которого составляет меньше 100 долларов, может удерживать на лету объекты массой в примерно 0,6 грамма, что открывает большие возможности для ведения различных экспериментов в своеобразном аналоге "невесомости". К примеру, как показали ученые, подобный левитатор может поднимать в воздух мелких насекомых, микросхемы, капли воды и другие объекты и удерживать их на весу на протяжении более двух часов.
Как надеются физики, такие левитаторы заинтересуют не только студентов и других ученых, но и школьных преподавателей, которые могут использовать их для того, чтобы делать науку более интересной и привлекательной для школьников.
