Britische Physiker demonstrieren akustischen Traktorstrahl

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tractorbeam-article (Bild: Universität von Bristol)

Mithilfe von zusammengeschalteten Lautsprechern konnten die Forscher ein gebündeltes Kraftfeld aus hochfrequenten Schallwellen erzeugen, das Objekte in der Luft fixieren oder auf ein Ziel zu bewegen konnte. Ein solcher “Traktorstrahl” könnte etwa im Körper eines Patienten für den kontaktlosen Transport von Arzneikapseln zum Einsatz kommen.

Forscher der Universität von Bristol und der Universität von Sussex haben in Kooperation mit dem Start-up Ultrahaptics ein Technologieprojekt unter der Leitung des PhD-Studenten Asier Marzo verwirklicht, bei dem Objekte mittels einer Anordnung aus zusammengeschalteten, kleinen Ultraschall-Lautsprechern in der Luft schweben sowie sich horizontal und vertikal bewegen oder rotieren lassen konnten. Das Projekt stellten die beteiligten Wissenschaftler jetzt in der Fachzeitschrift Nature Communications (PDF) vor.

tractorbeam-article (Bild: Universität von Bristol)
Britische Physiker haben es geschafft, mithilfe von zusammengeschalteten Lautsprechern und den von ihnen erzeugten hochfrequenten Schallwellen eine kleine Kugel in der Luft schweben zu lassen (Bild: Universität von Bristol).

Die Technik, die dem aus Science-Fiction-Geschichten bekannten Traktorstrahl ähnelt, nutzt hochfrequente Schallwellen – also besonders hohe und schrille Töne -, um ein “Akustisches Hologramm” respektive ein gebündeltes Ultraschall-Kraftfeld zu generieren. Dieses ist derzeit stark genug, um eine kleine Kugel zu umhüllen und in der Luft zu fixieren. Bislang waren die Wissenschaftler in der Lage, insgesamt drei unterschiedliche akustische Kraftfelder zu schaffen.

Eines davon erzeugte einen aus Schallwellen bestehenden Käfig, der das Testobjekt, der Gravitation trotzend, in der Luft halten konnte. Ein weiteres Kraftfeld zog das Objekt wie ein Schleppseil oder ein Magnet in Richtung der quadratischen Lautsprecheranordnung. Dies entspricht noch am ehesten der gängigen Vorstellung des aus dem Science-Fiction-Genre stammenden “Traktorstrahls”. Ebenso war es möglich, zwei Objekte durch die von den Schallwellen erzeugten Kräfte miteinander zu kombinieren, sie also aneinander haften zu lassen.

Den beteiligten Physikern zufolge ist diese Technik nicht nur reine Spielerei, sondern birgt auch ein erhebliches Anwendungspotenzial. Beispielsweise könnte es ihnen zufolge in der Medizin zum Einsatz kommen, um Arzneikapseln im Körper eines Patienten mithilfe von Schallwellen kontaktlos zu ihrem Bestimmungsort zu transportieren.

Die an dem Projekt beteiligten Physiker zeigen die Funktionsweise ihres Traktorstrahls auch in einem Video auf Youtube.

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