Levitas Akustik Menahan Benda pada Simpul Gelombang Bunyi

Levitas akustik menggunakan gaya radiasi dari gelombang bunyi untuk menahan benda kecil tanpa penyangga padat. Pada konfigurasi gelombang berdiri, tekanan berubah menurut posisi dan dapat membentuk titik stabil tempat gaya akustik menyeimbangkan berat sampel.

TinyLev yang dilaporkan Asier Marzo dan rekan pada 2017 memakai susunan pemancar ultrasonik saling berhadapan. Perangkat itu dirancang sebagai levitator sumbu tunggal yang tidak bergantung pada rongga resonan, sehingga jarak antarsusunan dapat dibuat lebih toleran terhadap perubahan daripada sistem resonan tertutup.

Objek tidak sekadar ditempatkan di mana saja di antara pemancar. Bentuk medan, panjang gelombang, ukuran dan kerapatan sampel, serta kestabilan aliran udara memengaruhi posisi yang dapat ditempati. Sampel yang terlalu besar atau kondisi medan yang berubah dapat kehilangan keseimbangan.

Keunggulan utama levitasi adalah berkurangnya kontak dengan wadah. Hal itu berguna untuk demonstrasi fisika dan penelitian yang ingin mengamati tetesan atau partikel tanpa permukaan penyangga, tetapi bukan berarti semua gangguan hilang karena bunyi, udara, penguapan, dan gerak sampel tetap berinteraksi.

Istilah “melayang” tidak berarti gravitasi dimatikan. Gaya akustik yang arahnya ke titik stabil menandingi gravitasi dan gangguan kecil. Ketika sumber bunyi berhenti atau keseimbangan medan berubah, benda tidak lagi dipertahankan pada posisi tersebut.

Foto pendamping memperlihatkan beberapa benda yang ditahan di dalam perangkat TinyLev pada 10 Agustus 2017. Gambar merupakan dokumentasi perangkat penelitian yang dibahas, bukan ilustrasi buatan.

Sumber: Asier Marzo, Adrian Barnes, dan Bruce W. Drinkwater, “TinyLev: A multi-emitter single-axis acoustic levitator”, Review of Scientific Instruments 88, 085105, 10 Agustus 2017, https://doi.org/10.1063/1.4989995 ; Wikimedia Commons, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Acoustically_Levitated_Objects_in_a_TinyLev.jpg

Catatan editorial: Artikel ini adalah artikel sains, bukan berita terbaru atau petunjuk merakit perangkat ultrasonik. Foto CC BY 4.0 diubah ukuran dan dikonversi ke JPEG tanpa pemotongan.