Vajaan kahden sentin läpimittainen styroksinpala kelluu ilmassa ultraäänien voimin. Nyt on keksitty sovellus, joka voi kelluttaa isojakin kohteita – ehkä ihmistäkin. Kuva: Bristolin yliopisto
Vajaan kahden sentin läpimittainen styroksinpala kelluu ilmassa ultraäänien voimin. Nyt on keksitty sovellus, joka voi kelluttaa isojakin kohteita – ehkä ihmistäkin. Kuva: Bristolin yliopisto

Vahvat ääniaallot voisivat joskus kannatella ihmistäkin.

Ääniaallot voisivat pitää ihmisenkin kellumassa ilmassa, jos ne ovat riittävän vahvoja. Näin ovat Bristolin yliopiston teknillisen korkeakoulun tutkijat laskeneet.

Tähän mennessä tutkijat ovat saaneet leijumaan kohteita, joiden läpimitta on 1,6 senttimetriä. Ääniaalloin on saatu siirtymään myös samankokoisia ohuita levyjä.

Esineiden kellutus ääniaaltojen avulla ei ole akustiikan tutkijoille uutta. Kelluvien kohteiden koolla on kuitenkin rajansa. Kohde ei näet voi olla suurempi kuin sen ääniaallon aallonpituus, joka pitää sitä ilmassa.

Ongelma on myös se, että aallot siirtävät osan energiastaan ​​kelluvaan esineeseen. Ääniaalto saa sen hiljalleen pyörimään, mikä tekee esineen epävakaaksi. Näin se voi heilahtaa ulos tilasta, jossa ääniaallot kannattelevat sitä. Ongelma on sitä hankalampi, mitä isompi esine on.

Bristolin yliopiston tutkija Mihai Caleap ratkaisi ryhmänsä kanssa ongelman hakemalla akustista voimaa, joka pitäisi esineen erillään pyörittävästä voimasta, kertoo verkkojulkaisu Live Science.

He vaihtelivat muuntajalla ääniaaltojen voimaa edestakaisin. Näin akustinen voima pysyy vakaampana kuin jos se alkaisi pyöriä yhteen suuntaan. Ainoa rajoitus on sen energian määrä, joka voidaan pumpata akustiseen aaltoon.

Taajuutta vaihtamalla syntyy tornadon tapainen ilmiö, jossa ”äänimyrskyn” silmässä on ääniaaltojen keskellä hiljainen alue. Siellä kohde kelluu ilmassa. Tässä tornadossa tosin ääniaallot kulkevat kahteen suuntaan.

Tutkija Caleap rakensi ryhmineen kaiuttimia, jotka tuottavat voimakkaan ultraäänen, jota ihmisen korva ei enää havaitse. Yhdessä versiossa oli 192 kaiutinta, jotka saivat läpimitaltaan noin kolmisenttisen esineen pysymään paikallaan ilmassa.

Kelluva esine oli kaksi kertaa suurempi kuin ääniaaltojen aallonpituus, kertoo verkkolehti Science Daily. He laskivat, että noin 2x2-metrinen kokonaisuus, jossa olisi 40 000 kaiutinta, pitäisi ilmassa noin metrin kokoista esinettä. Tästä on enää lyhyt matka siihen, että ihminen saataisiin levitoimaan.

Sovelluksiakin keksinnölle voi keksiä.Yksi mahdollisuus on Caleapin mukaan se, että ääniaallot voitaisiin suunnata kehoon. Niiden aallot voisivat liikuttaa haitallisia munuaiskiviä. Toinen mahdollisuus olisi ohjata lääkekapseleita elimistössä tarkalleen oikeaan paikkaan.

”Voisimme myös rakentaa kelluvia tuotantolinjoja, joissa herkkiin esineisiin ei tarvitsisi lainkaan koskea”, sanoo ultraääniä tutkiva professori Bruce Drinkwater Bristolin yliopistosta.

Levitoinnista kertoi alunperin tiedejulkaisu Physical Review Letters.