ब्रिस्टल विश्वविद्यालय के ब्रिटिश भौतिकविदों ने एक ध्वनिक लेविटेटर विकसित किया है जो एक एकल अल्ट्रासोनिक बीम के साथ तरंग दैर्ध्य से बड़ी वस्तुओं को उठाने और धारण करने में सक्षम है। लेखकों ने एक महीने पहले फिजिकल रिव्यू लेटर्स के पन्नों में सफल प्रयोग की घोषणा की। अध्ययन का विवरण भी प्रकाशित किया गया है।

भौतिकविदों के अनुसार, वे एक ध्वनिक भंवर के निर्माण के लिए प्रयोग करने में कामयाब रहे, जिसने डेढ़ सेंटीमीटर व्यास वाली गेंद को ऊपर की ओर उड़ाया और उत्सर्जक की सतह से ऊपर रहे। यदि आप जागरूक नहीं हैं, तो तरंगदैर्घ्य से पहले सिंगल-बीम ध्वनिक लेविटेटर के लिए एक मौलिक, मौलिक सीमा थी। पहले भी, समस्या एक ही बीम का उपयोग करके लेविटेटर के निर्माण की थी। प्रभाव प्राप्त करने के लिए, अल्ट्रासाउंड के दो स्रोतों का उपयोग किया गया था। विषय मुझे रोचक और सार्थक लगा। कट के तहत, वस्तुओं के ध्वनिक उत्तोलन और अंग्रेजों के अध्ययन के बारे में अधिक।

ध्वनिक उत्तोलन के बारे में कुछ शब्द

विकी ध्वनिक उत्तोलन को परिभाषित करता है:

"खड़ी ध्वनिक तरंग में एक वजनदार वस्तु की स्थिर स्थिति।"

इस घटना को 1934 से जाना जाता है, जब यह एल। किंग द्वारा सैद्धांतिक रूप से सिद्ध किया गया था, बाद में 1961 में, एल.पी. गोर्कोव द्वारा घटना की संभावना के बारे में निष्कर्ष निकाला गया था।

उस सिद्धांत का सार जिस पर ध्वनिक लेविटेटर काम करते हैं, सुसंगत ध्वनि तरंगों का हस्तक्षेप पैदा करना है, जिससे दबाव बढ़ने के स्थानीय क्षेत्रों की उपस्थिति होती है। इससे शरीर को अंतरिक्ष के एक या दूसरे क्षेत्र में रखा जा सकता है, साथ ही साथ चल भी सकता है।

ध्वनिक उत्तोलन के विषय से निपटने वाले वैज्ञानिक इस घटना के लिए एक महान भविष्य में विश्वास करते हैं। भविष्य की परियोजनाओं में विभिन्न वस्तुओं को उठाना और स्थानांतरित करना, गोदाम प्रबंधन प्रणालियों को लेविटेटर से लैस करना और बंदरगाहों और कारखानों में उनका उपयोग करना शामिल है। हालांकि, लेविटेटर अभी भी इतने द्रव्यमान और आकार से बहुत दूर हैं। उन क्षेत्रों में से एक जहां ऐसे उपकरण निकट भविष्य में खुद को साबित कर सकते हैं, औषधीय प्रौद्योगिकियां हैं, जहां पदार्थों के शुद्धिकरण की डिग्री बढ़ाने के लिए ध्वनिक उत्तोलन की आवश्यकता होती है।

गीतात्मक विषयांतर
एक बच्चे के रूप में, दूर के 90 के दशक में, मैं अंतरिक्ष सभ्यता की रणनीति पर चढ़ने के लिए हुआ था। इसमें ग्रहों को तथाकथित से लैस किया जा सकता है। ट्रैक्टर बीम (कैप्चरिंग बीम), जो अंतरिक्ष से वस्तुओं को आकर्षित करने में सक्षम था। मुझे आश्चर्य हुआ जब मैं एक समान, लघु, उपकरण के आविष्कार को देखने के लिए जीवित रहा।

आकार कितना मायने नहीं रखता था

प्रारंभिक सिंगल-बीम ध्वनिक लेविटेटर विभिन्न वैज्ञानिकों, सहित द्वारा विकसित किए गए थे। ब्रिस्टल से असियर मार्ज़ो और साओ पाउलो विश्वविद्यालय से ब्राज़ीलियाई मार्को ऑरेलियो ब्रिज़ोटी एंड्रेड। वे 4 मिलीमीटर से अधिक के व्यास वाली वस्तुओं के उत्तोलन को प्राप्त करने में सक्षम थे। वस्तुओं का अधिकतम आकार जो इस तरह के लेविटेटर को हवा में उठाया जाता है, एक खड़ी लहर की लंबाई से कम होना चाहिए।

इस बार, ब्रिस्टल के वैज्ञानिक एक विशेष उत्सर्जक नियंत्रण एल्गोरिथम का उपयोग करके इस मूलभूत सीमा को पार करने में सक्षम थे। विकिरण नियंत्रण प्रणाली, गोलार्द्ध के आकार और अल्ट्रासोनिक विकिरण स्रोतों की शक्ति की सटीक गणना के लिए धन्यवाद, ध्वनिक भंवर बनाना संभव था जो एक बड़ी वस्तु को पकड़ सकता है। नया गोलाकार लेविटेटर 40 kHz की आवृत्ति के साथ 192 अल्ट्रासोनिक उत्सर्जक को जोड़ता है (N.C. पर तरंग दैर्ध्य 0.87 सेमी है)। उत्सर्जक एक गोले की भीतरी सतह पर 192 मिमी व्यास के साथ लगे होते हैं।

अल्ट्रासोनिक सिग्नल कंट्रोल एल्गोरिथम के लिए धन्यवाद, एक ही हेलीकॉप्टर और विभिन्न दिशाओं के साथ कई भंवर बनाए जाते हैं। उनकी कार्रवाई के क्षेत्र में, उच्च दबाव के स्थानीय क्षेत्र वस्तु को पकड़े हुए दिखाई देते हैं। ब्रिस्टल उपकरण द्वारा हवा में उठाई गई गेंद का अधिकतम व्यास 1.6 सेमी है, जो डिवाइस द्वारा बनाई गई तरंग दैर्ध्य से लगभग 2 गुना बड़ा है। इसके अलावा, डिवाइस अल्ट्रासोनिक भंवरों की दिशा बदलकर गेंद के रोटेशन की गति को बदलने में सक्षम है।

अनपेक्षित 2डी प्रभाव

वैज्ञानिकों के प्रयोगों से पता चला है कि निर्देशांक में से एक को ठीक करते समय (उदाहरण के लिए, जब वस्तु सतह पर होती है), नया डिज़ाइन लेविटेटर तरंग दैर्ध्य से 5-6 गुना अधिक वस्तुओं को पकड़ने और घुमाने में सक्षम होता है। यह प्रभाव ध्वनिक भंवर वाले उपकरणों के अनुप्रयोग के लिए नई संभावनाएं खोलता है। उनका उपयोग सूक्ष्म और स्थूल कणों के प्रबंधन के लिए सेंट्रीफ्यूज और प्रयोगशाला प्रणाली बनाने के लिए किया जाना चाहिए।

नतीजा

ब्रिस्टल टीम (असिएर मार्जो, मिहाई कैलीप और ब्रूस डब्ल्यू ड्रिंकवाटर) की सफलता से संकेत मिलता है कि निकट भविष्य में प्रयोगशाला और बाद में औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए ध्वनिक लेविटेटर का उपयोग किया जाएगा।

शायद, निकट भविष्य में, ध्वनिक उत्तोलन चुंबकीय उत्तोलन को बदलने में सक्षम होगा, जो आज सक्रिय रूप से स्पीकर और टर्नटेबल सहित विभिन्न उपकरणों के मूल डिजाइन को बनाने के लिए उपयोग किया जाता है। यह संभव है कि किसी दिन मानवता एक शक्तिशाली ध्वनिक ट्रैक्टर बीम (जैसा कि आरोही में) देखेगा, वास्तव में बड़ी वस्तुओं को ठीक करने और स्थानांतरित करने में सक्षम है।

यद्यपि विज्ञान को कम से कम दो शताब्दियों के लिए मानव सभ्यता के विकास का मुख्य प्रतिमान माना गया है, अधिकांश लोगों द्वारा दुनिया की धारणा अभी भी वैज्ञानिक से दूर है। उदाहरण के लिए, ध्वनिक उत्तोलन जैसी घटना हमारे लिए विचित्र है। रोजमर्रा की रोजमर्रा की चेतना के लिए, यह महसूस करना मुश्किल है कि ध्वनि तरंगों की मदद से वस्तुओं को कैसे उभारा जा सकता है। इस बीच, इस घटना को कम से कम कई दशकों से वैज्ञानिकों के लिए सैद्धांतिक रूप से जाना जाता है।

ध्वनि क्या है

वास्तव में ध्वनिक, या ध्वनि उत्तोलन , अर्थात्, ध्वनिक तरंग में मूर्त द्रव्यमान वाली किसी वस्तु की स्थिर स्थिति की काफी सरल व्याख्या होती है। इस घटना के सार को समझने के लिए, ध्वनि की प्रकृति को याद करना पर्याप्त है, जिसे हम स्कूल के दिनों से जानते हैं कि यह एक लहर है। ध्वनि तरंगें विभिन्न माध्यमों में फैलती हैं, चाहे वह ठोस, तरल या भारी गैस हो। हमारे चारों ओर की हवा एक भारी गैस के अलावा और कुछ नहीं, बल्कि गैसों का मिश्रण है।

एक विशेष प्रकार की ध्वनि तरंगें होती हैं - तथाकथित खड़ी तरंग। ऐसी तरंग विशेष दोलन प्रणालियों में होती है, जिसमें ध्वनि एक निश्चित बाधा से परावर्तित होती है। इस मामले में, ध्वनि तरंग न केवल परावर्तित होती है, बल्कि मूल ध्वनि तरंग पर भी आरोपित होती है, और अधिकतम और न्यूनतम आयाम की स्थिति को दोहराया जाना चाहिए। वास्तविक जीवन में, संगीत वाद्ययंत्र बजाते समय एक खड़ी ध्वनि तरंग सुनी और देखी जा सकती है - ऐसी तरंगें तब होती हैं जब हवा किसी अंग के पाइप में कंपन करती है या जब गिटार का तार कंपन करता है।

उत्तोलन, यानी एक प्रकार का भारहीनता क्षेत्र जिसमें एक भौतिक वस्तु को रखा जा सकता है, इस मामले में उच्च और निम्न दबाव वाले क्षेत्रों के प्रत्यावर्तन के कारण प्रकट होता है। वायु में फैलने वाली ध्वनि तरंगें अणुओं की धाराएं हैं। एक खड़े ध्वनिक तरंग में एक दूसरे पर आरोपित, ये आणविक धाराएं दुर्लभ क्षेत्र बनाती हैं जिसमें गुरुत्वाकर्षण का प्रभाव काफी कम हो जाता है। यह इसके लिए धन्यवाद है कि एक खड़ी लहर में गिरने वाली वस्तु वास्तव में लटक सकती है, यानी अपना वजन कम कर सकती है।

कंपन और प्रतिबिंब

व्यवहार में, हालांकि, अब तक, ध्वनि उत्तोलन केवल छोटी वस्तुओं और एक या किसी अन्य पदार्थ की थोड़ी मात्रा के साथ ही किया जा सकता है। यह भी स्पष्ट है कि इस समय घरेलू परिस्थितियों में अपने हाथों से निर्मित ध्वनिक उत्तोलन एक कठिन कार्य है। यद्यपि कुछ भाग्य के साथ, आवश्यक ज्ञान और आवश्यक सामग्री और उपकरणों की उपलब्धता, ऐसा परिणाम प्राप्त किया जा सकता है। अक्सर, ध्वनिक उत्तोलन को प्राप्त करने का प्रयास पानी की एक बूंद के साथ किया जाता है।

इस प्रकार के उत्तोलन के कार्यान्वयन के लिए किसी भी उपकरण में एक कंपन सतह के साथ एक परिवर्तित उपकरण होना चाहिए जो ध्वनि तरंगों का उत्सर्जन करता है, और परावर्तक सतह जिससे ये तरंगें "उछाल" करेंगी। प्रयोगों से पता चलता है कि परिवर्तनशील कंपन सतह और परावर्तकों दोनों को अवतल आकार देना सबसे प्रभावी है। इससे साउंड फोकसिंग बेहतर तरीके से हासिल होती है। इसके अलावा, बदलने और प्रतिबिंबित करने वाली सतहों की समरूपता और एक दूसरे के सापेक्ष उनके सही स्थान पर विशेष ध्यान देना आवश्यक है। क्योंकि ध्वनि तरंग को सतह से उसी कोण पर परावर्तित किया जाना चाहिए जिस पर वह टकराती है।

ध्वनिक गुरुत्वाकर्षण व्यावहारिक तकनीकी क्षेत्र में अनुसंधान का एक आशाजनक क्षेत्र है, क्योंकि यह काम में प्रयुक्त सामग्री से लगभग स्वतंत्र है, जो प्रयोगों की लागत को कम करता है। दूसरी ओर, अभी तक महत्वपूर्ण द्रव्यमान की वस्तुओं के साथ ध्वनि उत्तोलन प्राप्त करना संभव नहीं है, जिसका वजन किलोग्राम या अधिक में गणना की जाती है। इस मामले में, भौतिक वस्तुओं को भारहीनता की स्थिति में रखने के लिए मजबूत ध्वनि तरंगों की आवश्यकता होती है। इसलिए, ध्वनिक उत्तोलन अभी बहुत स्थिर नहीं है - यदि एक पर्याप्त विशाल वस्तु को एक खड़ी लहर में रखा जाता है, तो इसे बनाए रखने के लिए इतनी शक्तिशाली ध्वनि तरंगों की आवश्यकता होगी कि उनकी तीव्रता वस्तु को आसानी से नष्ट कर सके।

स्विस न केवल पनीर खाते हैं, बल्कि उत्तोलन भी करते हैं

स्विट्जरलैंड के उल्लेख पर, सबसे आम और समझने योग्य संघ प्रसिद्ध स्विस घड़ियाँ, बैंक और चीज़ हैं। हालांकि, इस देश में मौलिक विज्ञान सक्रिय रूप से विकसित हो रहा है, इसलिए यह आश्चर्य की बात नहीं है कि ध्वनिक उत्तोलन के साथ सफल प्रयोग यहां किए जाते हैं। हाल के वर्षों में स्थानीय वैज्ञानिकों ने इस दिशा में सबसे बड़ी सफलता हासिल की है। इस प्रकार, स्विस हायर टेक्निकल स्कूल (ज़्यूरिख) के विशेषज्ञ पहली बार ध्वनिक उत्तोलन के क्षेत्र में वस्तुओं की नियंत्रित उड़ान हासिल करने में कामयाब रहे।

स्विस ध्वनि उत्तोलन की सबसे कठिन समस्याओं में से एक को हल करने में कामयाब रहे - एक खड़ी लहर में रखी गई वस्तु का आकार उपयोग की जाने वाली ध्वनि तरंग की लंबाई के आधे से अधिक नहीं होना चाहिए। यदि ध्वनि तरंगें बहुत तीव्र हैं, तो वे चल रही प्रक्रिया की स्थिरता के लिए खतरनाक हैं। वैज्ञानिकों ने कई "कन्वर्टर-रिफ्लेक्टर" मॉड्यूल की स्थापना विकसित की है जो एक दूसरे को संतुलित करते हैं। एक कंप्यूटर प्रोग्राम की मदद से उत्सर्जित ध्वनि तरंगों को बदल दिया गया, जिसकी बदौलत एक उड़ती हुई वस्तु पर नियंत्रण हासिल करना संभव हो गया।

शोधकर्ता न केवल एक टूथपिक को अलग-अलग दिशाओं में बारी-बारी से घुमाने में सक्षम थे, बल्कि एक गांठ में ठोस कणों के संयोजन को प्राप्त करने और पानी की कई छोटी बूंदों की एक बड़ी बूंद में विलय करने में सक्षम थे।

ध्वनि उत्तोलन की समस्या न केवल स्विट्जरलैंड में, बल्कि संयुक्त राज्य अमेरिका में भी विकसित हो रही है। शिकागो के पास आर्गन नेशनल लेबोरेटरी के श्रमिकों ने जैविक रूप से सक्रिय सामग्री के साथ ध्वनि उत्तोलन करने में कामयाबी हासिल की है। अब तक, यह मानवता को भविष्य विज्ञानी और विज्ञान कथा लेखकों के पोषित सपनों में से एक के करीब नहीं लाता है - एक पोर्टेबल मानव उत्तोलन उपकरण के लिए। अमेरिकी वैज्ञानिकों की उपलब्धि मुख्य रूप से दवा और जीव विज्ञान से जुड़ी है, क्योंकि यह अधिक बाँझ परिस्थितियों में विभिन्न जोड़तोड़ करने में मदद करती है। हालांकि, अब तक यह भविष्य के लिए केवल एक आशाजनक विकास है - आज एक जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ का द्रव्यमान जिसे ध्वनिक गुरुत्वाकर्षण के तहत हेरफेर किया जा सकता है, एक मिलीलीटर से अधिक नहीं है।

एलेक्ज़ेंडर बैबिट्स्की

कई आधुनिक शोधकर्ता इसे एक काल्पनिक संस्करण मानते हैं कि मिस्र के पिरामिड कई दासों और किराए के श्रमिकों के शारीरिक श्रम का उपयोग करके बनाए गए थे। तथ्य यह है कि इन विशाल संरचनाओं का निर्माण मिस्रियों द्वारा किया गया था, न कि उनसे पहले की अत्यधिक विकसित सभ्यता द्वारा, पहले से ही संदेह पैदा करता है। इसके अलावा, हमारी सभ्यता, अपनी सभी तकनीकी सफलताओं के साथ, अभी तक ऐसी संरचनाओं के निर्माण का खर्च वहन नहीं कर सकती है।

अब संस्करण अधिक से अधिक लोकप्रियता प्राप्त कर रहा है कि मिस्र के पिरामिडों के बहु-टन ब्लॉक ध्वनिक उत्तोलन तकनीक का उपयोग करके ढेर किए गए थे। इस तकनीक का सार यह है कि अल्ट्रासाउंड उत्सर्जक और परावर्तक के बीच एक स्थायी लहर उत्पन्न होती है। पता चलता है कि इस तरंग के कारण आप कुछ वस्तुओं को उभार सकते हैं।

अभी तक ऐसे प्रयोग केवल छोटी और हल्की वस्तुओं पर ही किए गए हैं। लेकिन वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि ध्वनिक प्रभाव काफी हद तक ध्वनि की ताकत पर नहीं, बल्कि उसकी आवृत्ति पर निर्भर करता है। ध्वनि की एक निश्चित आवृत्ति का चयन करके, एक निश्चित पदार्थ के साथ प्रतिध्वनि की स्थिति प्राप्त करना संभव है और इसके गुणों में परिवर्तन का कारण बनता है, जिसमें उत्तोलन की अभिव्यक्ति भी शामिल है, जिसमें वस्तु का वजन बेअसर होता है। और फिर मल्टी-टन ब्लॉग को स्थानांतरित करना इतना मुश्किल नहीं होगा।

यहाँ इंटरडिसिप्लिनरी इंस्टीट्यूट ऑफ रिदमोडायनामिक्स के निदेशक वाई। इवानोव इस बारे में लिखते हैं: "आधुनिक विज्ञान वह करने में असमर्थ है जो प्राचीन मिस्रवासियों द्वारा माना जाता था। लेकिन तथ्य यह है कि बड़ी वस्तुओं को ध्वनिक उत्तोलन या किसी अन्य विधि द्वारा स्थानांतरित किया गया था, जिसके बारे में हमें बहुत कम जानकारी है, यहां कोई रहस्यवाद नहीं है। एक सटीक गणना है और सटीक ज्ञान, अर्थात्, जो इसमें लगे हुए थे, वे जानते थे कि वे विशेष रूप से क्या कर रहे थे, और वे इसे करने में सक्षम थे।

जब किसी वस्तु का वजन कम हो जाता है, तो आप उसे एक हाथ से उठाते हैं, जैसे अंतरिक्ष यात्री अंतरिक्ष में जाते हैं, और जहां आपको इसकी आवश्यकता होती है, वहां ले जाते हैं। उदाहरण के लिए, आपके पास एक छोटा उपकरण है जो आपको ऐसा करने की अनुमति देता है। उसके बाद, आप इसे सावधानी से नीचे रखते हैं, इसे समायोजित करते हैं, डिवाइस को बंद करते हैं, और यह वस्तु वजन प्राप्त करती है और अपनी जगह पर गिर जाती है।

यह ध्वनिक उत्तोलन की विधि की मदद से था कि एडवर्ड लिट्ज़कलन ने अमेरिकी राज्य फ्लोरिडा में अपना प्रसिद्ध कोरल कैसल बनाया। आधुनिक वैज्ञानिकों के लिए, यह पत्थर का महल, जिसे बनाने में 100,000 कोरल लगे थे, आज भी एक इंजीनियरिंग रहस्य है। चूंकि यह पूरी तरह से स्पष्ट नहीं है या, बल्कि, यह बिल्कुल स्पष्ट नहीं है कि कैसे विशाल बहु-टन ब्लॉक आदर्श रूप से एक-दूसरे के लिए फिट किए गए और टावरों, द्वारों और अन्य वास्तुशिल्प रचनाओं में ढेर हो गए।

इसी समय, यह ज्ञात है कि इस महल का निर्माण शुरू करने से पहले, लिट्ज़कलन ने स्थानीय पुस्तकालय में एक लंबा समय बिताया, जहाँ उन्होंने मिस्र के पिरामिडों के बारे में पुस्तकों का विशेष ध्यान से अध्ययन किया। कुछ शोधकर्ताओं का मानना ​​​​है कि वह ध्वनिक उत्तोलन के आधार पर इन संरचनाओं के निर्माण की तकनीक को जानने में कामयाब रहे।

कोरल कैसल संग्रहालय में एक तस्वीर है, जिसमें इसके पूर्व मालिक को किसी तरह के काम पर कैद किया गया है। उसी समय, अजीब बक्से तिपाई पर खड़े होते हैं, जिससे कुछ तार ब्लॉक तक फैल जाते हैं। और यह बहुत संभव है कि ये बॉक्स एक निश्चित आवृत्ति के सिग्नल रिपीटर्स के रूप में कार्य करते हों। उन्होंने खुद दावा किया कि उन्होंने पत्थरों के लिए कुछ संगीत बजाया, जिसके परिणामस्वरूप, एक निश्चित अवधि के लिए, उन्होंने अपना वजन कम किया।

वैसे, यह तकनीक अभी भी कुछ तिब्बती लामावादी मठों में जानी जाती है और संगीत वाद्ययंत्र बजाकर भारी पत्थरों को ऊंचाई तक उठाने के लिए हाइलैंड्स में निर्माण में इसका उपयोग जारी है। इसलिए, इस तथ्य में कोई आश्चर्य की बात नहीं है कि ऐसी प्रौद्योगिकियां प्राचीन अत्यधिक विकसित एंटीडिल्वियन सभ्यताओं की विरासत हो सकती हैं, जिनमें से एक पिरामिड बनाया गया था।

मिस्र के फिरौन, बेशक, अब ऐसी तकनीकों के मालिक नहीं थे, लेकिन उन्होंने फिरौन से बहुत पहले इन भूमि पर शासन करने वाले पौराणिक "देवताओं के राजवंश" की तकनीकों को प्राप्त करने की कोशिश की। इसलिए, जब इन विशाल पिरामिडों को रेत के नीचे खोजा गया, तो उन्हें फिरौन के आदेश से खोदा गया। तब किस बारे में पिरामिड की दीवारों पर संबंधित रिकॉर्ड बनाया गया था। लेकिन आधुनिक इतिहासकार इन फिरौन के नामों की व्याख्या पिरामिड के रचनाकारों के रूप में करते हैं, इस तथ्य के बावजूद कि प्राचीन मिस्रियों के पास ऐसी संरचनाओं के निर्माण का कोई वास्तविक अवसर नहीं था।

"इंकास" और "माया" की संरचनाओं के बारे में भी यही कहा जा सकता है, जो वास्तव में ऐतिहासिक क्षेत्र में इन लोगों की उपस्थिति से बहुत पहले बनाए गए थे। और सबसे अधिक संभावना है, अमेरिकी महाद्वीप के इन परिसरों और पिरामिडों को उसी तकनीक का उपयोग करके बनाया गया था जिसका उपयोग गीज़ा के महान पिरामिड के निर्माण में किया गया था।

ब्रिस्टल विश्वविद्यालय के ब्रिटिश भौतिकविदों ने एक ध्वनिक लेविटेटर विकसित किया है जो एक एकल अल्ट्रासोनिक बीम के साथ तरंग दैर्ध्य से बड़ी वस्तुओं को उठाने और धारण करने में सक्षम है।

ब्रिस्टल विश्वविद्यालय के ब्रिटिश भौतिकविदों ने एक ध्वनिक लेविटेटर विकसित किया है जो एक एकल अल्ट्रासोनिक बीम के साथ तरंग दैर्ध्य से बड़ी वस्तुओं को उठाने और धारण करने में सक्षम है। लेखकों ने एक महीने पहले फिजिकल रिव्यू लेटर्स के पन्नों में सफल प्रयोग की घोषणा की।

भौतिकविदों के अनुसार, वे एक ध्वनिक भंवर के निर्माण के लिए प्रयोग करने में कामयाब रहे, जिसने डेढ़ सेंटीमीटर व्यास वाली एक गेंद को ऊपर की ओर उड़ाया और उत्सर्जक की सतह से ऊपर रहे।

यदि आप जागरूक नहीं हैं, तो तरंगदैर्घ्य से पहले सिंगल-बीम ध्वनिक लेविटेटर के लिए एक मौलिक, मौलिक सीमा थी। पहले भी, समस्या एक ही बीम का उपयोग करके लेविटेटर के निर्माण की थी।

प्रभाव प्राप्त करने के लिए, अल्ट्रासाउंड के दो स्रोतों का उपयोग किया गया था। विषय मुझे रोचक और सार्थक लगा। कट के तहत, वस्तुओं के ध्वनिक उत्तोलन और अंग्रेजों के अध्ययन के बारे में अधिक।

ध्वनिक उत्तोलन के बारे में कुछ शब्द

विकी ध्वनिक उत्तोलन को परिभाषित करता है:

"खड़ी ध्वनिक तरंग में एक वजनदार वस्तु की स्थिर स्थिति।"

इस घटना को 1934 से जाना जाता है, जब इसे एल। किंग द्वारा सैद्धांतिक रूप से सिद्ध किया गया था, बाद में 1961 में, एल.पी. गोर्कोव द्वारा घटना की संभावना के बारे में निष्कर्ष निकाला गया था।

उस सिद्धांत का सार जिस पर ध्वनिक लेविटेटर काम करते हैं, सुसंगत ध्वनि तरंगों का हस्तक्षेप पैदा करना है, जिससे दबाव बढ़ने के स्थानीय क्षेत्रों की उपस्थिति होती है। इससे शरीर को अंतरिक्ष के एक या दूसरे क्षेत्र में रखा जा सकता है, साथ ही साथ चल भी सकता है।

ध्वनिक उत्तोलन के विषय से निपटने वाले वैज्ञानिक इस घटना के लिए एक महान भविष्य में विश्वास करते हैं। भविष्य की परियोजनाओं में विभिन्न वस्तुओं को उठाना और स्थानांतरित करना, गोदाम प्रबंधन प्रणालियों को लेविटेटर से लैस करना और बंदरगाहों और कारखानों में उनका उपयोग करना शामिल है।

हालांकि, लेविटेटर अभी भी इतने द्रव्यमान और आकार से बहुत दूर हैं। उन क्षेत्रों में से एक जहां ऐसे उपकरण निकट भविष्य में खुद को साबित कर सकते हैं, औषधीय प्रौद्योगिकियां हैं, जहां पदार्थों के शुद्धिकरण की डिग्री बढ़ाने के लिए ध्वनिक उत्तोलन की आवश्यकता होती है।

गीतात्मक विषयांतर
एक बच्चे के रूप में, दूर के 90 के दशक में, मैं अंतरिक्ष सभ्यता की रणनीति पर चढ़ने के लिए हुआ था। इसमें ग्रहों को तथाकथित से लैस किया जा सकता है। ट्रैक्टर बीम (कैप्चरिंग बीम), जो अंतरिक्ष से वस्तुओं को आकर्षित करने में सक्षम था। मुझे आश्चर्य हुआ जब मैं एक समान, लघु, उपकरण के आविष्कार को देखने के लिए जीवित रहा।

आकार कितना मायने नहीं रखता था

प्रारंभिक सिंगल-बीम ध्वनिक लेविटेटर विभिन्न वैज्ञानिकों, सहित द्वारा विकसित किए गए थे। ब्रिस्टल से असियर मार्ज़ो और साओ पाउलो विश्वविद्यालय से ब्राज़ीलियाई मार्को ऑरेलियो ब्रिज़ोटी एंड्रेड। वे 4 मिलीमीटर से अधिक के व्यास वाली वस्तुओं के उत्तोलन को प्राप्त करने में सक्षम थे। वस्तुओं का अधिकतम आकार जो इस तरह के लेविटेटर को हवा में उठाया जाता है, एक खड़ी लहर की लंबाई से कम होना चाहिए।

इस बार, ब्रिस्टल के वैज्ञानिक एक विशेष उत्सर्जक नियंत्रण एल्गोरिथम का उपयोग करके इस मूलभूत सीमा को पार करने में सक्षम थे।

विकिरण नियंत्रण प्रणाली, गोलार्द्ध के आकार और अल्ट्रासोनिक विकिरण स्रोतों की शक्ति की सटीक गणना के लिए धन्यवाद, ध्वनिक भंवर बनाना संभव था जो एक बड़ी वस्तु को पकड़ सकता है।

नया गोलाकार लेविटेटर 40 kHz की आवृत्ति के साथ 192 अल्ट्रासोनिक उत्सर्जक को जोड़ता है (N.C. पर तरंग दैर्ध्य 0.87 सेमी है)। उत्सर्जक एक गोले की भीतरी सतह पर 192 मिमी व्यास के साथ लगे होते हैं।

अल्ट्रासोनिक सिग्नल कंट्रोल एल्गोरिथम के लिए धन्यवाद, एक ही हेलीकॉप्टर और विभिन्न दिशाओं के साथ कई भंवर बनाए जाते हैं। उनकी कार्रवाई के क्षेत्र में, उच्च दबाव के स्थानीय क्षेत्र वस्तु को पकड़े हुए दिखाई देते हैं।

ब्रिस्टल उपकरण द्वारा हवा में उठाई गई गेंद का अधिकतम व्यास 1.6 सेमी है, जो डिवाइस द्वारा बनाए गए तरंग दैर्ध्य से लगभग 2 गुना बड़ा है। इसके अलावा, डिवाइस अल्ट्रासोनिक भंवरों की दिशा बदलकर गेंद के रोटेशन की गति को बदलने में सक्षम है।

अनपेक्षित 2डी प्रभाव

वैज्ञानिकों के प्रयोगों से पता चला है कि निर्देशांक में से एक को ठीक करते समय (उदाहरण के लिए, जब वस्तु सतह पर होती है), नया डिज़ाइन लेविटेटर तरंग दैर्ध्य से 5-6 गुना अधिक वस्तुओं को पकड़ने और घुमाने में सक्षम होता है।

यह प्रभाव ध्वनिक भंवर वाले उपकरणों के अनुप्रयोग के लिए नई संभावनाएं खोलता है। उनका उपयोग सूक्ष्म और स्थूल कणों के प्रबंधन के लिए सेंट्रीफ्यूज और प्रयोगशाला प्रणाली बनाने के लिए किया जाना चाहिए।

नतीजा

ब्रिस्टल टीम (असिएर मार्जो, मिहाई कैलीप और ब्रूस डब्ल्यू। ड्रिंकवाटर) की सफलता से संकेत मिलता है कि निकट भविष्य में प्रयोगशाला और बाद में औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए ध्वनिक लेविटेटर का उपयोग किया जाएगा।

शायद, निकट भविष्य में, ध्वनिक उत्तोलन चुंबकीय उत्तोलन को बदलने में सक्षम होगा, जो आज सक्रिय रूप से स्पीकर और टर्नटेबल सहित विभिन्न उपकरणों के मूल डिजाइन को बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।

यह संभव है कि किसी दिन मानवता एक शक्तिशाली ध्वनिक ट्रैक्टर बीम (जैसा कि आरोही में) देखेगा, वास्तव में बड़ी वस्तुओं को ठीक करने और स्थानांतरित करने में सक्षम है। प्रकाशित

यदि इस विषय पर आपके कोई प्रश्न हैं, तो उन्हें हमारे प्रोजेक्ट के विशेषज्ञों और पाठकों से पूछें।

ध्वनि निर्वात को छोड़कर किसी भी माध्यम में यात्रा करती है। ध्वनि तरंगें एक व्यक्ति को घेर लेती हैं, लेकिन अक्सर वह उनकी उपस्थिति के बारे में नहीं सोचता। ध्वनियाँ सुनी जा सकती हैं, लेकिन वे मूर्त नहीं हैं। तेज आवाज व्यक्ति पर नकारात्मक प्रभाव डालती है, शोर पैदा करती है। अश्रव्य ध्वनियाँ संवेदनाएँ पैदा कर सकती हैं, लेकिन मानव मन द्वारा नहीं देखी जाती हैं।

उच्च-घनत्व ध्वनि किसी वस्तु की तरह मूर्त हो सकती है। हालाँकि, ध्वनि तरंगों के प्रसार के नियम ध्वनि को एक प्रेरक शक्ति के रूप में नहीं देते हैं। वस्तुनिष्ठ रूप से क्या महसूस किया जाता है: स्वयं ध्वनि या आसपास की वस्तुओं का कंपन?

यह विचार कि ऐसा अमूर्त वस्तुओं को उठा सकता है, अविश्वसनीय लग सकता है, लेकिन यह एक वास्तविक घटना है। ध्वनिक उत्तोलन ध्वनि की संपत्ति का उपयोग ठोस, तरल पदार्थ और भारी गैसों में कंपन पैदा करने के लिए करता है। ध्वनि तरंगों का उपयोग करके गुरुत्वाकर्षण-विरोधी बल उत्पन्न करने की संभावना पुरातनता में जानी जाती थी।

ध्वनिक उत्तोलन में पानी की बूंदें होती हैं।

ध्वनिक उत्तोलन की घटना का अध्ययन गुरुत्वाकर्षण, वायु और ध्वनि के तरंग गुणों के ज्ञान पर आधारित है।

गुरुत्वाकर्षणवस्तुओं को एक दूसरे को आकर्षित करने का कारण बनता है। न्यूटन का नियम गुरुत्वाकर्षण की प्रकृति को समझाने का सबसे सरल तरीका है। यह नियम कहता है कि ब्रह्मांड का प्रत्येक कण दूसरे कण को ​​अपनी ओर आकर्षित करता है। वस्तु के द्रव्यमान के साथ आकर्षण बल बढ़ता है। वस्तुओं के बीच की दूरी आकर्षण बल को भी प्रभावित करती है। ग्रह स्तर पर, पृथ्वी की सतह के पास की सभी वस्तुएं जमीन पर गिरती हैं। गुरुत्वाकर्षण के अपने पैरामीटर हैं, जो ब्रह्मांड में बहुत कम बदलते हैं।

हवा मेंप्रवाह भी बनाया जा सकता है, जैसे तरल पदार्थ में। तरल पदार्थों की तरह, हवा में भी माइक्रोपार्टिकल्स होते हैं जो जमीन के सापेक्ष और एक दूसरे के सापेक्ष चलते हैं। हवा भी पानी की तरह बह सकती है, लेकिन चूंकि हवा के कण अत्यधिक घने नहीं होते हैं, इसलिए वे तेजी से आगे बढ़ सकते हैं।

ध्वनि कंपन हैजो गैस, द्रव, ठोस माध्यम में होता है। ध्वनि तरंगें एक ऐसे स्रोत से फैलती हैं जो कम आयाम के साथ बहुत तेज़ी से गति करता है या आकार बदलता है। उदाहरण के लिए, घंटी बजाने से घंटी हवा में कंपन करती है। घंटी एक तरफ चलती है और हवा के अणुओं को धक्का देती है, जिससे वे अन्य अणुओं को विस्थापित और धक्का देते हैं, जिससे उच्च दबाव का क्षेत्र बनता है। उच्च दाब क्षेत्र में संपीडित वायु उत्पन्न होती है। जैसे ही घंटी पीछे हटती है, यह हवा के अणुओं को खींचती है, जिससे कम दबाव का क्षेत्र बनता है। निम्न दाब के क्षेत्र में विरल वायु का निर्माण होता है। घंटी कंपन आंदोलनों को दोहराती है, जिससे संपीड़न और विरलन की दोहरावदार श्रृंखला बनती है। घंटी के कंपन का आयाम उत्पन्न ध्वनि की तरंग दैर्ध्य को निर्धारित करता है।

ध्वनि तरंगों का प्रसार वायु के अणुओं की गति से होता है। घंटी की सतह के पास स्थित अणु आसपास के अणुओं को सभी दिशाओं में धकेलते हैं। ध्वनि आसपास की हवा में फैलती है। यदि अणु नहीं हैं, तो ध्वनि का प्रसार नहीं हो सकता है। यही कारण है कि ध्वनि निर्वात में नहीं चलती है। निम्नलिखित एनीमेशन ध्वनि उत्पादन प्रक्रिया को दर्शाता है।

घंटी हवा के अणुओं को धक्का देती है। अणु अन्य अणुओं को धक्का देते हैं।
ध्वनि तरंगें वायु के क्रमिक संपीडन और विरलन द्वारा निर्मित होती हैं।

ध्वनि उत्तोलन विधि गुरुत्वाकर्षण बल को संतुलित करने के लिए ध्वनि तरंगों के उपयोग पर आधारित है। पृथ्वी पर, यह पृथ्वी की सतह के ऊपर और तैरने वाली वस्तुओं के प्रभाव को जन्म दे सकता है। अंतरिक्ष में, यह शून्य गुरुत्वाकर्षण में वस्तुओं को संतुलित और स्थिर करने का एक तरीका है।

ध्वनि उत्तोलन का भौतिकी।

ध्वनिक उत्तोलन उपकरण में दो मुख्य भाग होते हैं:
कनवर्टर- एक कंपन सतह जो ध्वनि तरंगें उत्पन्न करती है;
प्रतिक्षेपक- वह प्लेट जिससे ध्वनि तरंग परावर्तित होती है।

ध्वनि पर ध्यान केंद्रित करने के लिए ट्रांसड्यूसर और परावर्तक में अवतल सतह हो सकती है। पानी की एक बूंद को धारण करने के लिए, ध्वनि तरंग स्रोत से परावर्तक और पीछे कई बार यात्रा करती है। डिवाइस को एक निश्चित तरीके से कॉन्फ़िगर किया गया है: ट्रांसड्यूसर और परावर्तक के बीच की दूरी की लंबाई का अनुपात तरंग दैर्ध्य के बराबर है। यानी ट्रांसड्यूसर और रिफ्लेक्टर के बीच की दूरी फिट बैठती है तरंगों की प्राकृतिक संख्या.

खड़ी ध्वनि तरंग

अंतराल में फिट होने वाली तरंगों की संख्या
ट्रांसड्यूसर और परावर्तक के बीच एक प्राकृतिक संख्या के बराबर है।

एक ध्वनि तरंग, सभी ध्वनियों की तरह, एक अनुदैर्ध्य दबाव तरंग है। एक अनुदैर्ध्य तरंग में, प्रत्येक बिंदु की गति तरंग प्रसार की दिशा के समानांतर होती है।

लहर सतहों से उछल सकती है। इसका तात्पर्य परावर्तन के नियम से है, जिसमें कहा गया है कि आपतन कोण - आपतित तरंग की धुरी और सतह के अभिलम्ब के बीच का कोण - परावर्तन कोण के बराबर है - परावर्तित तरंग की धुरी के बीच का कोण और सतह के लिए सामान्य। यानी ध्वनि तरंग सतह से उसी कोण पर परावर्तित होती है जिस पर वह सतह पर पड़ती है। 90 डिग्री के कोण पर आपतित ध्वनि तरंगें वापस उसी कोण पर परावर्तित होंगी।

जब एक ध्वनि तरंग किसी सतह से परावर्तित होती है, तो इसकी सांद्रता और विरलन के बीच परस्पर क्रिया हस्तक्षेप पैदा करती है। ध्वनि तरंग के संपीडन परावर्तित तरंग के संपीडन से मिलते हैं। तरंग के स्थिर रहने और गति न करने के लिए, तरंगदैर्घ्य को ट्रांसड्यूसर और परावर्तक के बीच के अंतराल में पूर्णांक संख्या में फिट होना चाहिए। इस प्रकार, घनी हवा के बंद क्षेत्र और दुर्लभ हवा के क्षेत्र बनते हैं। खड़ी ध्वनि तरंगों का उपयोग करके हवा में पानी की एक बूंद को निलंबित किया जा सकता है।

स्थायी ध्वनि तरंगों में नोड होते हैं - न्यूनतम दबाव के क्षेत्र - और एंटीनोड - अधिकतम दबाव वाले क्षेत्र। पानी की एक बूंद को उड़ने के लिए, इसे ध्वनि तरंग के नोड में रखना आवश्यक है। ड्रॉप दो एंटीनोड के बीच स्थित होगा।

निम्न और उच्च दबाव के क्षेत्र

एक स्थायी ध्वनि तरंग बनती है
संपीड़ित और दुर्लभ हवा के क्षेत्र

ट्रांसड्यूसर के संबंध में परावर्तक इस तरह से स्थापित किया जाता है कि तरंग दैर्ध्य की एक पूर्णांक संख्या उनके बीच की दूरी में फिट हो जाती है, और निम्न और उच्च दबाव वाले क्षेत्र गुरुत्वाकर्षण अक्ष के समानांतर होते हैं। इस मामले में, ध्वनि तरंग नीचे से पानी की बूंद पर लगातार दबाव बनाती है और गुरुत्वाकर्षण बल को संतुलित करती है।

पानी की एक बूंद एक नोड में स्थित होती है

ध्वनिक उत्तोलन क्षेत्र बनाता है
उच्च दबाव जो पानी की बूंदों को धारण करता है

अंतरिक्ष में कमजोर गुरुत्वाकर्षण है। फ़्लोटिंग कण ध्वनि तरंगों के नोड्स में एकत्र होते हैं और बिखरते नहीं हैं। स्थलीय गुरुत्वाकर्षण की स्थितियों में, कण एंटीनोड्स के ऊपर स्थित होते हैं, जो कणों को जमीन पर गिरने से रोकते हैं।

ध्वनिक उत्तोलन का उपयोग विभिन्न क्षेत्रों में किया जा सकता है: हवाई कणों का नियंत्रण, भारोत्तोलन, स्थिरीकरण और समन्वय, भागों की स्थिति, उत्पादन में उपकरण, तरल पदार्थों का नियंत्रण।

ध्वनिक उत्तोलन का सिद्धांत एक बंद क्षेत्र में ध्वनि तरंगें उत्पन्न करना है। ध्वनि तरंगों द्वारा वायु के संपीडन और विरलन के कारण निम्न और उच्च दाब के क्षेत्र बनते हैं - एक स्थायी ध्वनि तरंग के नोड और एंटीनोड। गुरुत्वाकर्षण बल नोड्स में कार्य करता है: वायु कण और निलंबित माइक्रोपार्टिकल्स नोड के केंद्र में जाते हैं। एंटीग्रैविटी बल एंटीनोड्स में कार्य करता है: वायु कण और निलंबित कण एंटीनोड को छोड़ देते हैं।

गुरुत्वाकर्षण को दूर करने और वस्तुओं को एक उत्तोलन अवस्था में संतुलित करने के लिए चुंबकीय और विद्युत क्षेत्र में इसी तरह के प्रयोग किए जा सकते हैं।