"Beam me up, Scotty"o "portami su, Scotty" è un una frase ben nota a chiunque abbia "vissuto" l'universo di Star Trek. La usava il capitano Kirk quando chiedeva al suo ingegnere capo di essere teletrasportato a bordo della astronave Enterprise.
Tra le tante cose immaginate in quel telefilm di fine anni '60 molte sono oggi realtà. Certo non il teletrasporto (dimostrato tuttavia sperimentalmente sebbene per ora solo su un fotone … ) ma comunicatori, tricorder, l'assistente virtuale sono oggi una realtà evidente negli smartphone, in sensori/scanner e in Siri, rispettivamente. A questa lista di "fattibilità" va ora aggiunto anche il raggio traente, usato tra l'altro anche in Star Wars e nel recente Arrival.
Caratteristica comune a tutte le varie declinazioni fantascientifiche del raggio traente è quello di essere un raggio di natura non meglio precisata capace di intrappolare cose e persone e di trascinarle verso l'emettitore del raggio.
Un gruppo di ricercatori dell'università di Bristol ha dimostrato che non solo è possibile creare un raggio traente sfruttando le onde sonore ma che è possibile crearne una versione semplificato mediante materiali facilmente reperibili, per un costo complessivo inferiore alle 70 sterline.
La descrizione del progetto è in un articolo pubblicato sulla rivista Applied Physics Letters.
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| Credit: A. Marzo & B. Drinkwater Image via bristol.ac.uk/news |
Lo
strumento utilizzato (vedi figura a lato) è un modulatore passivo di
onde acustiche, capace di alterare le onde trasmesse o riflesse. La cosa
curiosa è che la stessa funzionalità può essere ottenuta in vari modi, sia usando un insieme di tubi di diversa lunghezza oppure una
superficie appositamente sagomata. Punto chiave è che in entrambi i casi la forma desiderata è facilmente prodotta grazie alla stampa 3D, quindi un processo oggi alla portata di tutti.
La versatilità dello strumento è dipendente dalle onde sonore che gestisce. Una sola forma d'onda
è sufficiente ad esercitare la trazione; con due onde è possibile
manipolare (ruotandolo) l'oggetto.
Semplificando il tutto al massimo si
può pensare al sistema come a "gabbie" sonore 3D che possono assumere la
forma (in senso lato) di dita o pinzetta, oppure come vortici entro cui l'oggetto viene intrappolato. Così come gli ologrammi non sono altro che il risultato di onde
luminose interferenti, queste "gabbie" sono date dall'interferenza tra
onde sonore.
Il
sistema è più semplice a vedersi che ad essere descritto (soprattutto
per chi non è un ingegnere) ed è per questo che l'autore
dell'articolo ha postato un video su YouTube con tutte le istruzioni per
creare il "raggio traente fai da te".
Se non vedi il video --> YouTube
e non vedi il video --> YouTube
Siamo ancora lontani dalle energie necessarie per intrappolare non dico un'astronave ma oggetti di dimensioni "umane". Per il momento la creazione del raggio è adatta a spostare piccoli oggetti e necessita di una serie di amplificatori perché il raggio abbia energia sufficiente.
Nondimeno le potenzialità sono interessanti: campioni di tessuti o gocce di sangue potrebbero essere fatti levitare ed ispezionati senza bisogno di maneggiarli; composti chimici fatti interagire a piacere e in sicurezza e magari anche facilitare l'espulsione dei calcoli renali attraverso i dotti senza bisogno della chirurgia.
Nello studio sono stati utilizzati 64 miniamplificatori per emettere onde sonore ad alta intensità e frequenza, capaci di trattenere, muovere o ruotare biglie di polistirene di 3 mm di diametro.
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| Una serie di microamplificatori genera onde sonore capaci di sostenere un oggetto (credit: A. Marzo, B. Drinkwater & S. Subramanian) |
Fonti
- Realization of compact tractor beams using acoustic delay-lines
A. Marzo et al, (2017) Applied Physics Letters, 110, 014102
- Holographic acoustic elements for manipulation of levitated objects
A. Marzo et al, (2015) Nature Communications volume 6, Article number: 8661
Vedi anche le pagine dedicate sul sito web del capo progetto (Bruce Drinkwater)
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