Ett team av forskare som arbetar vid University of Chicago har hittat ett sätt att använda ljudvågor för att modellera ett system för rotationsdynamik för tröghets många-partikelklustring. I deras artikel publicerad i tidskriften Physical Review Letters , beskriver gruppen modellen de skapat och möjliga användningsområden för den.

På grund av svårigheten att studera avlägsna kroppar som exoplaneter och svarta hål försöker astrofysiker istället skapa modeller för studier. I denna nya ansträngning har forskarna skapat en fysisk modell för att studera rotationsdynamiken som är involverad i föremål gjorda av många mindre föremål när de snurrar i olika hastigheter.

Modellen bestod av en ljudhögtalare inuti en genomskinlig låda och millimeterstora plastkulor. Genom att trycka på högtalaren för att avge stående ljudvågor kunde forskarna sväva plastkulorna på en fast höjd. Därefter utnyttjade de funktionerna i ljudvågorna de genererade för att skapa en svag attraktion mellan plastkulorna när de svävade ovanför högtalaren. Detta drog dem mot varandra tills de gick samman för att bilda ett 2D-rundt föremål som liknar en mattallrik. Sedan, genom att justera frekvensen på ljudet, kunde de snurra objektet de hade skapat. Genom att ytterligare justera högtalarens parametrar kunde de kontrollera hur snabbt deras platta med bollar snurrade.

Forskarna filmade handlingen när de ökade hastigheten på sin spinnplatta. Plattan ändrades från en rund form till en som var mer oval. När snurrhastigheten ökade började plattan att lossna och slängde bollar på nära håll. Och sedan, överraskande nog, återförenades de slungade bollarna långsamt och bildade en ny platta.

Forskarna noterade att spinnplattan betedde sig annorlunda än snurrande vätska - dess effektiva ytspänning ökade för större klumpar av bollar - en effekt, noterade de, som skulle likna en kopp vatten med en annan ytspänning än en hink med vatten. De föreslår att ytterligare studier krävs för att förklara skillnaden. De noterar också att deras modell kan användas för att studera verkan av andra system, såsom steniga asteroider, när de växer sig större. + Utforska vidare

Holografisk akustisk pincett som kan manipulera flera objekt i 3D-rymden

© 2022 Science X Network