Разработаны звуковые пули против рака

Благодаря точной фокусировке подобные устройства можно будет использовать в качестве бесконтактных скальпелей, способных, к примеру, наносить точечные удары по раковым опухолям (фото Spadoni & Daraio/Caltech).

Физики из Калифорнийского технологического института (Caltech) создали устройство, которое способно генерировать сфокусированные звуковые сигналы очень высокой амплитуды — так называемые звуковые пули (Sound Bullets).

Как сообщается в пресс-релизе, учёные собрали акустическую линзу, выстроив систему из 21 параллельной цепочки, каждая из которых состояла из 21 стальной сферы диаметром 9,5 мм. Опытный образец сети – пока что двухмерный.

Работает устройство следующим образом: управляемый компьютером боёк ударяет по крайней сфере в цепочке, порождая в ней нелинейное колебание. Вся цепочка функционирует как высоко нелинейный акустический волновод, генерирующий солитоны (уединённые волны).

По принципу работы прибор больше всего напоминает игрушку колыбель Ньютона — несколько шариков, подвешенных в ряд на нитях, которые иллюстрируют переход потенциальной энергии в кинетическую и обратно. Акустическая линза американцев использует этот же принцип, создавая нелинейные колебания (иллюстрация Lock Haven University).

Солитоны известны тем, что при взаимодействии друг с другом или с некоторыми помехами они не разрушаются, а сохраняют структуру неизменной. Меняя натяжение лески и жёсткость цепочки из сфер, физики смогли настраивать скорость солитона. Покидающая систему серия таких одиночных волн собирается в определённой фокальной точке – получается «звуковая пуля», прекрасно распространяющаяся уже в плотной среде.

Изначально целью учёных было создание элементарного опытного образца, однако он даже сейчас выглядит весьма внушительно. Статья, описывающая устройство, опубликована в PNAS. Читайте также про новые звуковые лазеры.

Слева – снимок экспериментальной установки, в её центре – поликарбонатная пластина, на которую вертикально опирается сама линза. Справа – схема работы прибора (анимированная версия доступна здесь).
Механическое сжатие сфер приводит к изменению скорости распространения в них звуковых импульсов, цвета шариков соответствуют интенсивности давления на шкале справа (иллюстрации Alessandro Spadoni et al./PNAS).



Древнеримские слитки помогут уточнить свойства нейтрино

22 апреля 2010

Физик уронил Вселенную в матрёшку из чёрных дыр

22 апреля 2010

Оплодотворённым клеткам человека впервые заменили батарейки

21 апреля 2010

Созданы ультралёгкие медицинские сенсоры на чипах

21 апреля 2010

Физики продемонстрировали явление отрицательной массы

20 апреля 2010