Levitação acústica de partículas dispensa sintonia fina

Levitação, além de ser um truque de mágica bem popular, é um fenômeno que pode ser extremamente útil. Cientistas usam-na, por exemplo, para estudar o comportamento de gotas de líquido sem as interferências produzidas por um recipiente. E, claro, no caso dos pesquisadores, a levitação não pode ser um truque de ilusionismo. Uma das formas para fazer partículas levitarem, a chamada levitação acústica, utiliza ondas acústicas.

Isso mesmo, as vibrações no ar que geram os sons audíveis. As ondas são produzidas por um gerador de ondas e refletidas por um espelho acústico, resultando ondas estacionárias, i.e., indo e voltando (propagantes e contrapropagantes superpostas. O encontro das que sobem com as que descem cria um campo de pressão dentro do qual uma partícula permanece suspensa, numa posição de equilíbrio estável. É como usar variações na pressão do ar para contrabalançar os efeitos da gravidade da Terra.

Os dispositivos levitadores convencionais, contudo, têm uma fraqueza: eles precisam ser cuidadosamente ajustados de tal forma que a uma distância entre o gerador e o refletor de ondas seja precisamente um múltiplo inteiro de meio comprimento de onda. Isso limita a realização de experimentos. Mas agora um trio de pesquisadores sul-americanos -- um no Uruguai e dois no Brasil -- desenvolveu uma alternativa que, além de dispensar este ajuste, ainda permite mover as partículas.

O trabalho foi publicado em 5 de janeiro na "Applied Physics Letters", e foi selecionado para a seção “Recently Viewed Content” da prestigiosa "Physics Today", do American Institute of Physics (fevereiro de 2015). Marco A. B. Andrade e Julio C. Adamowski, da USP, em parceria com Nicolás Pérez, da Universidad de la República, no Uruguai, descrevem a manipulação de partículas por um levitador acústico não-ressonante.

O levitador proposto é formado por um transdutor ultra-sônico e um refletor côncavo, e tem a vantagem de não ser sensível à distância entre eles para funcionar. "Também demonstramos que partículas levitadas podem ser manipuladas ao controlar a posição do refletor enquanto o transdutor é mantido numa posição fixa", esclarecem os autores.

Para ler o artigo, clique aqui (resumo de acesso livre, texto completo só para assinantes).

Para ler a nota publicada no “Physics Today”, clique aqui.

 

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