Ученые превратили "акустическую голограмму" в силовой луч, способный перемещать небольшие объекты
Голограммы представляют собой обладающие глубиной объемные изображения, которые появляются выше или ниже плоской поверхности. Этот трехмерный эффект "оптического трехмерного пространства" создается через дифракцию и взаимодействие лучей света, прошедших или отраженных от голографической пластины.
Световые волны являются не единственным видом колебаний, которыми можно управлять и при помощи которых можно создавать в пространстве объемные структуры, для подобных целей можно использовать и звуковые (акустические) волны. И, в отличие от света, при помощи звуковых волн можно оказывать непосредственное воздействие на небольшие материальные объекты.
Акустические голограммы являются методом создания в пространстве трехмерных структур, состоящих из звуковых колебаний. В данном случае эти голограммы создаются матрицей 20 на 20 из ультразвуковых излучателей, воспроизводящих ультразвук с частотой 40 килогерц. Каждый излучатель снабжен своего рода акустической линзой, которая позволяет "сфокусировать" акустические волны на определенной высоте над поверхностью излучателя. Для создания голографической структуры все излучатели вырабатывают звуковые волны с определенной фазой и амплитудой. Взаимодействие этих волн создает в пространстве области с перепадами давления, которые могут оказывать воздействие на материальные объекты.
Сил этих воздействий пока хватает на захват и удержание легких пенопластовых частиц, диаметром около 3 миллиметров, но основным преимуществом такого подхода является то, что голографическая система не имеет второго, отражающего компонента, и может действовать в окружающем пространстве теоретически без ограничений. Более того, создание сложных голографических "картин" позволяет удерживать и перемещать сразу несколько материальных объектов Такие акустические "силовые лучи" могут быть использованы для управления движением микроскопических инструментов внутри тела человека, которые, к примеру, могут дробить камни в почках или производить микрохирургические операции. Или же такие технологии могут быть использованы в создании "материальных дисплеев", пикселями которых будут являться крошечные материальные объекты.
В настоящее время масса и размеры объектов, которыми можно манипулировать при помощи акустической голограммы, зависит от мощности ультразвуковых излучателей. Поэтому, взяв более мощные излучающие устройства, можно будет поднимать и перемещать объекты больших габаритов и массы. К сожалению, таким способом вряд ли получиться перемещать людей и другие живые организмы, они, точнее их клетки, могут не выдержать пагубного влияния сильных высокочастотных акустических колебаний.
Источник: