Teadlased on loonud ultrahelil töötava haardekiire – veelgi rohkem võimalusi “levitatsiooniks”

6. november 2015 kell 12:11



landscape-1445953297-tweezersÜha tihedamini teatatakse uutest leiutistest, mis näivad kuuluvat pigem kunagisse ulmekirjandusse kui tänapäevastesse teadusajakirjadesse, alustades bioonilistest läätsedest ja lõpetades isejuhtivate kuulidega. Nüüd on aga futurismist huvitatutel veelgi enam põhjust rõõmustada: nimelt on teadlased saanud hakkama ultrahelil töötava haardekiire loomisega. Kuigi teadlased ei plaani haardekiirt kasutada suuremõõtmelisteks projektideks, loodetakse seda rakendada näiteks meditsiinis.

 

Varasemalt on teadlased suutnud panna väikseid esemeid nagu veepiisku ning plastikkuulikesi leviteerima kahe kõlarikomplekti abiga. Kõlaritest välja tulistatud ultraheli impulsid on suutnud hoida esemeid õhus, kuid sellise süsteemi puuduseks on selle suurus ja kohmakus. Ühtlasi pole see võimaldanud neil esemeid liigutada ja pöörata. Nüüd on aga grupp teadlaseid suutnud luua efektiivse ultrahelil töötava haardekiire (ingl k tractor beam), kasutades vaid ühte mikrokõlarite rivi.

Hispaanias Pamplonas asuvas Navarre ülikoolis tarkvara insenerina töötav Asier Marzo juhtis rahvusvahelist uurijate gruppi uudse haardekiire väljatöötamisel. Marzo sõnul arvutab ja suunab seadme tarkvara 64 minikõlarit ülima täpsusega nii, et nende ultrahelilained looksid keerukaid interferentsi mustreid, mis meenutavad helist loodud 3D-hologramme. Antud hologrammidega mõjutatakse näiteks väikest plastikkuulikest, liigutades, pöörates ja keerutades seda vastavalt oma soovidele.

Marzo meeskond on kõlarisüsteemiga objekti manipuleerimiseks kasutanud ennekõike kolme erineva kujuga heli-hologrammi. Üks meenutab pudelit, mille küljed, põhi ning kaas resoneerivad tugevalt ultraheli impulsside tõttu, kuid mille sees ning ümbruses on õhk täiesti vaikne. Kuna objektid liiguvad tugevalt resoneerivast õhust vaiksemasse õhku, liigub interferentsist mõjutatud kuulike “pudeli“ sisse ning jääb sinna lõksu. Tänu sellele saavad teadlased plastikkuuli oma tahte järgi liigutada. Teine heli-hologrammi kuju meenutab sõrmi või pinsette, millega pigistatakse objekti ning seejärel pööratakse seda. Lisaks on loodud orkaani meenutav helipilt, mis suudab objekti keerutada väga kiiresti – 2000 pööret minutis. Marzo sõnul võib viimane olla väga kasulik tsentrifuugina, mis aitaks eraldada elusa raku erinevateks komponentideks.

Kuigi haardekiire võimsust oleks võimalik suurendada piisavalt, et sellega manipuleerida ka metallist esemeid, on Marzo seisukohal, et antud tehnikaga on kasulikum töötada mikromaailmas. Ta kinnitas, et neil ei ole huvi liigutada haardekiirega maju või autosid, sest väiksemal skaalal on antud tehnoloogia kasutamine lihtsam, huvitavam ning rohkemate rakendusvõimalustega. Näiteks loodetakse kasutada akustilisi pinsette meditsiinis, manipuleerides inimkeha sisemust ilma kirurgiata. Marzo loodab, et kunagi hakatakse nende leiutisega mõjutama väikseid vereklompe või trombe, neerukive ja kasvajaid sama enesestmõistetavalt nagu tänapäeval kasutatakse uuringuteks ultraheli. Ühtlasi oleks võimalik haardekiirega aidata transportida ravimikapsleid läbi elava koe. Enne selliseid samme peavad uurijad aga lähemalt katsetama, kuidas on võimalik luua antud heli-hologramme erinevates materjalides, näiteks vees.

Sellised avastused panevad mõtlema ka teemadel, et kuidas ikkagi ehitati püramiide ja teisi iidseid megaehitisi või miks mitte ka lähimineviku Coral Castle´it Floridas?

 

Allikad: Popular Mechanics, University of Sussex

Pilt: Asier Marzo, Bruce Drinkwater ja Sriram Subramanian

 

Toimetas Annika Urvela

 

NB! Telegram tegutseb tänu lugejate abile. Kui sinu arvates on Telegramis ilmuv info vajalik ja oluline, võid soovi ja võimaluse korral meid toetada. Telegrami lugeja vabatahtliku toetuse tegemiseks vajaliku info leiad siit.