星際迷航式牽引波束研究取得突破進展,將來將有能力運送人類
能使人類漂浮的星際迷航式牽引波束已經向現實邁進了一步。
至少,據布里斯托爾的工程師們說,他們創造了世界上最強大的牽引波束,可以用聲音移動物體。
該系統的工作原理是將聲波轉化為「迷你龍捲風」,這種龍捲風有足夠的能力運輸大型物體並使其漂浮在空中。
目前為止,牽引波束僅在2cm的聚苯乙烯上進行了測試。
但研究人員堅持認為,同樣的系統有一天可以運輸更大的物體,比如人,甚至汽車。
幾十年來,研究人員一直試圖利用旋轉聲場的力量來實現這一目標。到目前為止,這是不可能的。
這是因為旋轉的聲場將一些旋轉運動轉移到物體上,使它們的軌道變得越來越快,變得不穩定。
現在,研究人員已經發明了一種能在聲波中製造出「迷你龍捲風」的裝置,而不是用一個旋轉的聲音場來保持物體的穩定。
多年來,聲學研究人員一直對這種尺寸限制感到失望,因此找到一種方法來克服它是令人滿意的。我認為它為許多新應用打開了大門。
發表在《物理評論快報》(Physical Review Letters)上的新方法使用了快速波動的聲音旋渦。
這些類似於聲音的龍捲風,由具有環繞無聲核心的巨大聲音的扭曲結構構成。
這個寂靜的核心是物體可以懸停的地方。
通過快速改變小型龍捲風的旋轉方向,研究人員發現核心的大小增加,使得更大的物體漂浮起來。
「在未來,擁有更多的聲功率,就有可能容納更大的物體,」高級研究員米海·卡爾普博士說。
研究人員在40kHz的音高中使用超聲波,這與只有蝙蝠能聽到的聲音類似,研究人員在牽引波束中放置了一個兩厘米的聚苯乙烯球。
這個球體測量了兩種不同波長的聲波波長,這是迄今為止最大的一種被困在牽引波束中。
研究表明,未來更大的物體可以以這種方式懸浮。
「聲學牽引波束在許多應用中都有巨大的潛力,」機械工程系的超聲波學教授Bruce Drinkwater博士說。
Drinkwater博士說:「我尤其對無觸點生產線的想法感到興奮,在那裡,精緻的物品不用接觸就可以組裝起來。」
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