Công nghệ giúp con người bước lên máy bay không cần thang

Quả bóng đường kính 5 cm được nâng bởi cụm ba đầu phát siêu âm dạng tripod. Ảnh: Andrade/AIP Publishing.

Kỹ thuật sử dụng sóng âm để nâng vật thể thường xuất hiện trong các bộ phim khoa học viễn tưởng như Star Trek. Trên thực tế, các nhà khoa học đã phát triển công nghệ này trong những năm gần đây, nhưng chỉ ở mức độ vi mô trong phòng thí nghiệm. Thành công trong việc nâng vật thể có kích thước lớn cỡ vài cm là một tiến bộ vượt bậc trong công nghệ di chuyển và treo lơ lửng vật chất bằng sóng âm.

Nâng vật bằng sóng âm là hiện tượng dùng các chùm sóng âm bao quanh vật thể để tạo ra một khu vực sóng đứng trong không gian ba chiều. Tại đó, vật thể không chỉ chống lại lực hấp dẫn mà còn bị "nhốt" lại theo các phương khác.

Kỹ thuật nâng vật bằng sóng âm hứa hẹn nhiều ứng dụng trong thực tế. Nó có thể giúp con người kiểm soát và di chuyển chất lỏng trong không gian mà không cần thiết bị chứa, cũng như xử lý các vật liệu nguy hiểm với nhiệt độ cao mà không cần chạm vào. Trong tương lai, khi công nghệ này đủ mạnh, con người có thể bước lên máy bay mà không cần bậc thang như trong phim Star Trek.

Thông thường, để nâng vật bằng sóng âm đòi hỏi hai nguồn phát sóng âm đối diện nhau. Đặc biệt, kỹ thuật này chỉ có tác dụng với những vật thể nhỏ hơn bước sóng của âm thanh sử dụng như giọt nước hoặc quả bóng polystyrene nhỏ.

Mục đích của kỹ thuật là bẫy vật thể trong nút sóng dừng, điểm mà tại đó áp lực sóng bằng không, đồng thời kẹp giữa hai đỉnh sóng có cường độ mạnh để giữ vật thể chống lại trọng lực. Do điều kiện kích thước vật phải nhỏ hơn bước sóng, khả năng ứng dụng của kỹ thuật này bị giới hạn. Ví dụ, với nguồn phát 20 kHz và bước sóng âm thanh là 14 mm, vật thể chỉ có đường kính nhỏ chưa đến 4 mm.

Theo Science Alert, đây là lần đầu tiên kỹ thuật mới được áp dụng để nâng vật thể hình cầu lớn hơn bước sóng âm thanh sử dụng khoảng 3,6 lần, và có khối lượng khoảng 1,5 gram.

"Tại thời điểm này, chúng tôi chỉ có thể nâng các đối tượng ở một vị trí cố định trong không gian", Marco Andrade, một thành viên trong nhóm nghiên cứu cho biết. "Công việc tiếp theo của chúng tôi là phát triển các thiết bị mới có khả năng nâng và điều khiển vật thể lớn trong không gian".

Xem thêm: Quân đội Mỹ sắp ứng dụng công nghệ sóng não điều khiển robot

Thanh Tùng