Les faisceaux tracteurs acoustiques utilisent la puissance du son pour retenir les particules dans les airs, et contrairement à la lévitation magnétique, ils peuvent saisir la plupart des solides ou des liquides. Pour la première fois, les ingénieurs de l'Université de Bristol ont montré qu'il est possible de piéger de manière stable des objets plus grands que la longueur d'onde du son dans un faisceau tracteur acoustique. Cette découverte ouvre la porte à la manipulation de capsules de médicaments ou d'instruments micro-chirurgicaux dans le corps. Le transport sans conteneur d'échantillons délicats et plus volumineux est désormais également une possibilité et pourrait conduire à la lévitation des humains.

Les chercheurs pensaient auparavant que les faisceaux tracteurs acoustiques étaient fondamentalement limités à la lévitation de petits objets, car toutes les tentatives précédentes pour piéger des particules plus grandes que la longueur d'onde avaient été instables, avec des objets qui tournent de manière incontrôlable. En effet, le champ sonore en rotation transfère une partie de son mouvement de rotation aux objets, les faisant orbiter de plus en plus vite jusqu'à ce qu'ils soient éjectés.

La nouvelle approche, Publié dans Lettres d'examen physique aujourd'hui, utilise des tourbillons acoustiques fluctuant rapidement, qui ressemblent à des tornades sonores, fait d'une structure en forme de tornade avec un son fort entourant un noyau silencieux.

Les chercheurs de Bristol ont découvert que le taux de rotation peut être finement contrôlé en changeant rapidement la direction de torsion des tourbillons, cela stabilise le rayon tracteur. Ils ont ensuite pu augmenter la taille du noyau silencieux lui permettant de contenir des objets plus gros. Travailler avec des ondes ultrasonores à un pas de 40kHz, un ton similaire à celui que seules les chauves-souris peuvent entendre, les chercheurs ont tenu une sphère de polystyrène de deux centimètres dans le faisceau tracteur. Cette sphère mesure plus de deux longueurs d'onde acoustiques et est la plus grande encore piégée dans un faisceau tracteur. La recherche suggère que, à l'avenir, des objets beaucoup plus gros pourraient être mis en lévitation de cette manière.

Dr Asier Marzo, auteur principal de l'article du département de génie mécanique de Bristol, a déclaré:"Les chercheurs en acoustique étaient frustrés par la limite de taille depuis des années, il est donc satisfaisant de trouver un moyen de le surmonter. Je pense que cela ouvre la porte à de nombreuses nouvelles applications."

Dr Mihai Caleap, Associé de recherche principal, qui a développé les simulations, a expliqué :« À l'avenir, avec plus de puissance acoustique, il sera possible de tenir des objets encore plus gros. On pensait que cela n'était possible qu'en utilisant des tons plus bas, ce qui rend l'expérience audible et dangereuse pour les humains."

Bruce Eau potable, Professeur d'ultrasons du Département de génie mécanique, qui a supervisé les travaux, a ajouté :« Les faisceaux tracteurs acoustiques ont un potentiel énorme dans de nombreuses applications. Je suis particulièrement enthousiasmé par l'idée de lignes de production sans contact où les objets délicats sont assemblés sans les toucher.