Investigadores de la Universidad de Bristol controlaron una esfera de poliestireno de 2 cm con un rayo tractor sónico, un paso más, dicen, hacia la levitación humana
Los investigadores ya han hecho levitar muchas cosas gracias a las ondas sonoras. Gotas de agua, granos de café e incluso un palillo de dientes flotaron una vez, varios al mismo tiempo, en el aire de un laboratorio suizo. La levitación acústica permite manejar un objeto a nuestro antojo sin llegar a tocarlo. Ahora, ingenieros de la Universidad de Bristol han perfeccionado el sistema y han demostrado que es posible atrapar de forma estable un objeto grande (de una longitud superior a la de una onda de un rayo tractor acústico), en su caso una esfera de poliestireno de dos centímetros, sin que este termine girando sin ningún control y salga disparado.
Según explica el equipo del investigador español Asier Marzo en la revista «Physical Review Letters», el descubrimiento abre la puerta a la manipulación de cápsulas de medicamentos o instrumentos microquirúgicos dentro del cuerpo, sin la contaminación que puede resultar del contacto con la superficie de un recipiente. También puede servir para tratar de forma segura reacciones químicas peligrosas y, en última instancia, podría conducir a la levitación de seres humanos.
Los rayos tractores acústicos utilizan el poder del sonido para mantener las partículas en el aire y, a diferencia de la levitación magnética (famoso el experimento de la levitación de la rana del Premio Nobel Andre Geim), pueden atrapar la mayoría de los sólidos o líquidos.
Pero hasta ahora los investigadores pensaban que los rayos tractores acústicos se limitaban fundamentalmente a la levitación de objetos pequeños, ya que todos los intentos previos de atrapar partículas más grandes que la longitud de una onda habían sido inestables, y los objetos giraban de forma incontrolada. Los objetos orbitaban más y más rápido hasta que eran expulsados.
Como dentro de un tornado
El nuevo enfoque utiliza vórtices acústicos que fluctúan rápidamente, que son similares a tornados de sonido, hechos de una estructura tipo tornado con un sonido fuerte que rodea un núcleo silencioso.
Los investigadores de Bristol descubrieron que la velocidad de rotación puede controlarse con precisión cambiando rápidamente la dirección de torsión de los vórtices, lo que estabiliza el rayo tractor. Luego pudieron aumentar el tamaño del núcleo silencioso, lo que permite contener objetos aún más grandes.
Trabajando con ondas ultrasónicas a un tono de 40 kHz, similar al que solo los murciélagos pueden escuchar, los investigadores sostuvieron la esfera de poliestireno de dos centímetros en el rayo tractor. Esta esfera mide más de dos longitudes de onda acústicas y es la más grande atrapada jamás en un rayo tractor. Los científicos creen que, en el futuro, objetos mucho más grandes podrían ser levitados de esta manera.
«Los investigadores acústicos se han sentido frustrados por el límite de tamaño durante años, por lo que es satisfactorio encontrar una manera de superarlo. Creo que abre la puerta a muchas nuevas aplicaciones», asegura Marzo.
«En el futuro, con más potencia acústica será posible sostener objetos aún más grandes. Se pensaba que esto sería solo posible con tonos más bajos, haciendo que el experimento fuese audible y peligroso para los humanos», explica Mihai Caleap, uno de los investigadores del estudio.
Los investigadores creen que los rayos tractores acústicos tienen un enorme potencial en muchas aplicaciones, como líneas de producción sin contacto donde se ensamblan objetos delicados sin tocarlos. Las ondas de sonido ya se utilizan en la industria farmacéutica para obtener resultados precisos durante el filtrado de medicamentos, pero ahora la nueva técnica puede llevar la levitación al siguiente nivel y, quien sabe, si al final seremos los propios humanos lo que sepamos lo que es desafiar la gravedad sin motores ni ataduras.
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