Alienum phaedrum torquatos nec eu, vis detraxit periculis ex, nihil expetendis in mei. Mei an pericula euripidis, hinc partem.
 

เทคโนโลยีที่อาจใช้เสียงยกตัวคนให้ลอยได้

เทคโนโลยีที่อาจใช้เสียงยกตัวคนให้ลอยได้

หนึ่งในเทคโนโลยีที่น่าสนใจ แต่หลายๆคนอาจไม่รู้จัก คือ tractor beam มันคือการใช้พลังงานจากคลื่นแสงหรือเสียงในการควบคุมตำแหน่งและการเคลื่อนไหวของวัตถุที่เราสนใจ

ที่เห็นบ่อยๆในการ์ตูนก็คือแสงที่จานบินมนุษย์ต่างดาวใช้ในการดูดวัวขึ้นไปนั่นแหละ แต่ในความเป็นจริงการใช้แสงควบคุมวัตถุในลักษณะนี้ทำได้ในระดับอะตอมและอยู่ในเงื่อนไขที่มีข้อจำกัดมากๆ ส่วนการใช้เสียงบังคับวัตถุ(Acoustic traps) สามารถใช้งานได้กว้างกว่า

การใช้เสียงบังคับวัตถุนั้นต่างจากการใช้แม่เหล็กยกวัตถุให้ลอย เนื่องจากเสียงสามารถบังคับวัตถุใดๆก็ได้ โดยไม่จำเป็นต้องมีสภาพแม่เหล็ก เนื่องจากคลื่นเสียงก็คือคลื่นความดันของอากาศ ดังนั้นหากปล่อยคลื่นเสียงอย่างเหมาะสมย่อมสามารถสร้างคลื่นความดันมาบังคับวัตถุให้อยู่ในตำแหน่งที่เราต้องการได้  โดยทั่วไปจะใช้การนำลำโพงเล็กๆจำนวนมากมาเรียงรายบนแผ่นโค้งๆรูปกรวย แล้วปล่อยคลื่นเสียงไปบังคับให้วัตถุลอยอยู่ตรงกลางกรวยนั้น

แต่ที่ผ่านๆมานักวิจัยพบข้อจำกัดคือ เราไม่สามารถควบคุมวัตถุที่มีนาดใหญ่กว่าครึ่งความยาวคลื่นเสียงได้ ผลก็คือในตอนนี้คลื่นเสียงสามารถควบคุมวัตถุที่มีขนาดราวๆครึ่งเซนติเมตรได้

ล่าสุด เมื่อวันที่ 22 มกราคม ปี ค.ศ. 2018 ที่เพิ่งผ่านมานี้ ทีมวิศวกรจากมหาวิทยาลัยบริสทอล (University of Bristol) นำโดย Asier Marzo ประกาศการค้นพบในวารสาร Physical Review Letters  ว่าสามารถใช้เสียงในการควบคุมวัตถุ (Acoustic traps) ทลายข้อจำกัดด้วยการออกแบบให้คลื่นเสียงควบคุมวัตถุที่ใหญ่กว่าความยาวคลื่นของเสียงได้แล้ว วัตถุที่ถูกนำมาทดลองคือ เม็ดโฟมกลมๆที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.6 เซนติเมตร ใหญ่กว่าความยาวคลื่นเสียงราว 1.88 เท่า ซึ่งเสียงที่ใช้มีความถี่สูงถึง  40kHz  เป็นความถี่ที่ค้างคาวได้ยิน แต่คนไมได้ยิน

นั่นหมายความว่าโดยหลักการมันสามารถใช้ในการยกคนให้ลอยได้

ก่อนหน้านี้วัตถุที่มีขนาดใหญ่กว่าครึ่งความยาวคลื่นเสียงจะไม่สามารถถูกควบคุมได้ กล่าวคือมันจะหมุนติ้วๆอย่างไร้การควบคุม เนื่องจากเสียงถ่ายเทพลังงานให้กับมันจนเมื่อมันหมุนไปถึงจุดหนึ่งก็จะหลุดปลิวออกไปในที่สุด แต่เทคนิคใหม่นี้จะใช้การปล่อยคลื่นเสียงออกมารวมกันให้เกิด acoustic vortices ซึ่งเป็นเหมือนพายุหมุนที่เกิดจากเสียงดังๆล้อมรอบตรงกลางซึ่งเป็นตำแหน่งที่ไม่มีเสียง

ความน่าสนใจคือทีมวิศวกรจากมหาวิทยาลัยบริสทอลสามารถใช้ acoustic vortices มาปรับการหมุนของวัตถุที่ต้องการได้อย่างแม่นยำ ส่งผลให้วัตถุที่ลอยอยู่ตรงกลางแม้จะมีขนาดใหญ่กว่าความยาวคลื่นเสียงก็ยังลอยได้อย่างมีสเถียรภาพ

ที่ผ่านมาเทคโนโลยีนี้ถูกจำกัดที่ขนาดวัตถุต้องเล็กกว่าครึ่งความยาวคลื่น แต่เทคนิคนี้อาจทำให้มันพัฒนาไปได้ไกลขึ้นอีกมาก

หลายคนอาจจะสงสัยว่าแล้วมันใช้ประโยชน์อะไรได้ (นอกจากยกนักร้องให้ลอยขึ้นแบบเท่ๆตอนเล่นคอนเสิร์ต)

นักวิจัยมองว่าหากเทคโนโลยีนี้ได้รับการพัฒนาถึงจุดหนึ่ง มันอาจเข้าไปอยู่ในกระบวนการผลิตสิ่งต่างๆในโรงงานโดยที่ไม่จำเป็นต้องสัมผัสวัตถุนั้นโดยตรง

ไอแซค อาสิมอฟ  Isaac Asimov ศาสตราจารย์ด้านชีวะเคมี ผู้โด่งดังจากการเป็นนักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์ที่ล้ำสมัย กล่าวไว้ว่า “ประโยคที่นำมาซึงการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ไม่ใช่ เราพบมันแล้ว แต่เป็น มันน่าสนุกดีนะ”

บทความโดย  อาจวรงค์  จันทมาศ

 

อ้างอิง

https://asiermarzo.wordpress.com/

https://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.120.044301

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-01/uob-twm011918.php

https://www.allaboutcircuits.com/technical-articles/how-sonic-tractor-beams-work/

https://www.eurekalert.org/multimedia/pub/160867.php

https://www.youtube.com/watch?v=nFJpEsKATXE

Date

มกราคม 29, 2018

Category

STEM NEWS

Tags

Global STEM News