Ερευνητές από το ETH είναι σε θέση να κάνουν αντικείμενα, όπως στερεά ή και υγρά σωματίδια – σταγονίδια να πετούν στον αέρα, μέσα από ακουστικά κύματα. Για πρώτη φορά, ο άνθρωπος έχει τη δυνατότητα να ελέγχει την κίνηση αντικειμένων, επιτρέποντάς τους να αντιδρούν χημικά ή βιολογικά.
Έτσι θα μπορούσαμε να δούμε μια οδοντογλυφίδα να πετάει στον αέρα, χωρίς να στηρίζεται πουθενά. Μπορεί να ακούγεται σαν κόλπο ταχυδακτυλουργού αλλά μπορεί να γίνει χωρίς κάποιο τέχνασμα μαγνήτες κλπ.
Ο Daniele Foresti, πρώην διδακτορικός φοιτητής και τωρινός μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Εργαστήριο Θερμοδυναμικής σε αναδυόμενες τεχνολογίες, μπορεί να το κάνει με τα ακουστικά κύματα. Ο ίδιος και οι συνάδελφοί του συνειδητοποίησαν ότι μπορούν να ελέγξουν την επίπεδη κίνηση των “επιπλεόντων” αντικειμένων στον αέρα, ανεξάρτητα από τις ιδιότητές τους και αυτό δεν είναι μαγεία αλλά επιστήμη. Έτσι κατάφεραν να κάνουν ιπτάμενα αντικείμενα, από σωματίδια ή από σταγονίδια ενός υγρού, αποφεύγοντας οποιαδήποτε διασπαστική επαφή με μια επιφάνεια τους.
Μέχρι τώρα, οι επιστήμονες ήταν σε θέση να παράγουν φαινόμενα ανύψωσης “χωρίς επαφή” μόνο με τη βοήθεια μαγνητών, ηλεκτρικών πεδίων ή σε υγρά με τη βοήθεια της άνωσης. Αυτές οι μέθοδοι, όμως, περιορίζουν την επιλογή των υλικών που αφού το ξύλο πχ δεν μαγνητίζεται.
“Είναι εξαιρετικά δύσκολο να αιωρείται μια σταγόνα υγρού και να κινηθεί με ακρίβεια με ένα μαγνήτη. Το υγρό θα πρέπει να έχει μαγνητικές ιδιότητες. Σε υγρά, όπου η δύναμη της άνωσης υποστηρίζει την αιώρηση, μπορείτε να χρησιμοποιήθούν μόνο αναμειγνύοντα υγρά, όπως ας πούμε μια σταγόνα ελαίου σε νερό,” εξηγεί ο Έλληνας Δήμος Πουλικάκος, Καθηγητής Θερμοδυναμικής και επικεφαλής του ερευνητικού προγράμματος.
Με τα ακουστικά κύματα, σε αντίθεση, είναι δυνατό να αιωρούνται διάφορα αντικείμενα ανεξάρτητα από τις ιδιότητές τους. Περιοριστικός παράγοντας είναι η μέγιστη διάμετρος του αντικειμένου, που πρέπει να αντιστοιχεί στο ήμισυ του μήκους κύματος του ακουστικού κύματος που χρησιμοποιείται. Ένα αντικείμενο φτάνει την στατική levitated κατάσταση, όταν όλες οι δυνάμεις που ασκούνται σε αυτό είναι σε ισορροπία. Με άλλα λόγια, η δύναμη της βαρύτητας που τραβά το αντικείμενο σε μία κατεύθυνση αντισταθμίζεται από μια εξίσου μεγάλη δύναμη που τείνει στην αντίθετη κατεύθυνση. Η δύναμη αυτή προέρχεται από το ακουστικό κύμα, το οποίο δημιουργούν οι ερευνητές σαν ένα στάσιμο κύμα μεταξύ ενός πομπού και ενός ανακλαστήρα που αντανακλά τα ακουστικά κύματα. Η δύναμη του ακουστικού κύματος σπρώχνει αντίθετα το αντικείμενο και έτσι αποτρέπει την πτώση του λόγω βαρύτητας. Είναι εννοιολογικά παρόμοιο με το ρεύμα αέρα από έναν ανεμιστήρα που κρατά μια μπάλα του πινγκ-πονγκ στον αέρα.
