С помощью акустического «притягивающего луча» — звуковой волны особой формы — физики смогли манипулировать небольшими объектами. Новая система, получившая название SoundBender, может создавать волны, огибающие препятствия, и управлять смещением даже нетвердых объектов. Разработка описана в докладах Симпозиума по программному обеспечению пользовательских интерфейсов и технологий (ACM Symposium on User Interface Software and Technology), прошедшего в октябре в Берлине.

В последние годы ученые добились впечатляющих успехов в удаленном управлении объектами при помощи акустических или электромагнитных волн. Например, они создали акустический «притягивающий луч», который заставляет тела приближаться к источнику излучения. Для этого ученые используют массивы преобразователей электрического сигнала в звуковой. Также появились устройства акустической левитации, в которых небольшие тела удерживаются в воздухе при помощи его колебаний. Для их создания обычно применяют метаматериалы, то есть специально структурированные тела, которые особым образом взаимодействуют с излучением.

При помощи системы SoundBender ученые заставили левитировать маленький белый мяч для лего-бейсболиста/University of Susssex

У каждого из этих устройств свои недостатки: установки на массивах преобразователей не могут работать, если между ними и объектом есть препятствие, а акустические метаматериалы создают постоянные звуковые поля, которые нельзя настраивать. В новой работе ученые из Сассекского университета (Великобритания) объединили эти подходы и создали устройство, лишенное недостатков предыдущих образцов. В результате метаматериал создает сложное звуковое поле, а благодаря массиву преобразователей появляется возможность управлять лучом в реальном времени.

SoundBender может создавать динамические самоизгибающиеся лучи, которые могут обходить препятствия, создавая акустические голограммы позади них. Также теперь можно растягивать волну и управлять ею, позволяя двигать удерживаемые объекты или отклонять пламя свечи в нужную сторону.

«Сейчас контролировать путь распространения звука сложно, возможности ученых в этом направлении ограничены, поэтому для того, чтобы огибать препятствия, нам нужны десятки динамиков. Это можно сравнить с тем, как врачи наблюдают опухоль сквозь ребра при помощи ультразвуковой терапии», — прокомментировал один из авторов исследования Джанлука Мемоли.