东大新发现:声波控物悬浮半空中

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【大纪元2014年01月09日讯】(大纪元记者萧轩编译报导)东京的研究人员已证明能使用超声驻波(ultrasonic standing waves)来固定和移动一小片木头、金属和水,这种悬浮技术的发现替未来的操控装置开启了一扇新窗。

美国国家公共广播电台(NPR)报导,几十年前研究人员就曾做过利用声波使物体停驻空中的实验,不过当时太仰赖于一排可从硬物表面反弹声波的喇叭。新的实验利用4个喇叭环绕一个21吋宽的四方形开放空间。研究人员在影片中解释,四相控阵(four phased arrays)可利用驻波在这个空间中产生一个超声焦点。

换言之,他们制造了一个“暂停”的力量,可以将粒子和物品固定在半空中。藉由声波的控制,这些物品也能被拖曳。

影片中,不同的物件放置于试验区,从水滴到小型塑胶和金属机械零件,还有一段长3公分的火柴棍。这项装置利用频率40千赫的声波,超出人类听觉20千赫的上限。

上个月,他们提交一份研究报告给康奈尔大学维护的科学发布网站arXiv,而使东京大学的实验影片:三维空中声控“声悬浮”(Three-Dimensional Mid-Air Acoustic Manipulation [Acoustic Levitation])更广为人知。

研究人员描述其工作时说:“我们的操作系统有两个原创的特色。第一,超声波束是有方向性的,因为产生力的作用是朝向中心。其次,其操作原则是藉由局部驻波产生一种力量,可在测试区范围内使物体产生三维空间的移动。”

日本研究人员落合阳一(Yoichi Ochiai)、星贵之(Takayuki Hoshi)和暦本纯一(Jun Rekimoto)表示,他们正设法移动更大的物体。他们也将这项研究视为在低重力环境中移动物体的潜力装置,例如在外太空或卫星轨道。“这项在正常重力环境下悬浮物体的方法,提供了在低重力环境下处理物体的发展可能性。”

(责任编辑:张东光)

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