La levitación acústica es una técnica que utiliza ondas sonoras para suspender objetos en el aire sin contacto físico, lo que la hace sumamente útil para manipular materiales frágiles, muestras sensibles a la contaminación y sustancias peligrosas.
Ahora, unos científicos han desarrollado una nueva técnica de levitación acústica que utiliza un haz ultrasónico capaz de hacer levitar y de mover objetos pequeños en el aire a distancias de hasta 40 centímetros, seis veces más lejos que con los métodos convencionales.
Los sistemas de levitación acústica convencionales se basan en la generación de ondas sonoras dentro de un espacio cerrado, pero esta nueva técnica es la primera en demostrar una levitación acústica estable en tres dimensiones con un diseño de una sola cara.
El logro es obra de un equipo que incluye, entre otros, a Bruce Drinkwater, de la Universidad de Bristol en el Reino Unido, y Yusuke Koroyasu, de la Universidad de Tsukuba en Japón.
En un levitador acústico convencional, las ondas sonoras provenientes de direcciones opuestas estabilizan el objeto dentro del dispositivo. Los intentos previos de desarrollar levitadores de una sola cara han tenido dificultades, ya que la fuerza que mantiene el objeto en su lugar se debilita a medida que se aleja de la fuente.
Con ese debilitamiento se pierde precisión, y, finalmente, la fuerza comienza a empujar el objeto en vez de mantenerlo estable, lo que imposibilita la levitación a larga distancia.
Para superar este problema, Drinkwater, Koroyasu y sus colegas utilizaron un tipo especial de haz ultrasónico que, a diferencia de un haz de sonido normal, se mantiene estrecho y conserva un núcleo central de alta intensidad a lo largo de una distancia mucho mayor.
Aprovechando las propiedades únicas del haz, los investigadores lograron con éxito la levitación estable de una esfera de poliestireno de 1,5 milímetros de diámetro a distancias de hasta 40 centímetros de la fuente de sonido, aproximadamente seis veces más lejos que lo logrado anteriormente con lebitadores acústicos de una sola cara.
El equipo logró manipular el objeto levitado en tres dimensiones utilizando ultrasonidos desde un solo lado, y consiguió hacer levitar múltiples objetos, incluyendo algunos no esféricos y algunos ubicados más allá de otros objetos físicos.
Drinkwater, Koroyasu y sus colegas exponen los detalles técnicos de su logro en la revista académica Physical Review Letters, bajo el título “Midair Single-Sided Acoustic Levitation in High-Pressure Regions of Zero-Order Bessel Beams”.
