Поиск - новости науки и техники

Российские физики смогли создать акустический крючок из звуковой волны

20.01.2020

Ученые Томского политехнического и Томского государственного университетов вместе с коллегами из Испании смоделировали, а затем и экспериментально подтвердили существование акустических крючков. Открытие поможет развитию биомедицины и при синтезе новых материалов, сообщает журнал “ResultsinPhysics”.

Ранее ученым был известен лишь один тип искривленных оптических лучей — пучки Эйри и их производные. Их впервые получили в 2007 году. Получение таких пучков требует достаточно сложного оборудования. Поэтому исследователи в разных странах ищут новые типы искривленных пучков, которые можно было бы получать значительно проще.

Наконец ученым удалось впервые доказать, что искривление распространения оптического излучения, в результате которого образуются кривые пучки света, может произойти не только с электромагнитной волной. Как оказалось, кривые пучки можно получить в процессе дифракции звуковой волны, когда изменяется траектория ее распространения, например, для преодоления препятствия или расширения угла движения.

 

«В 2018 году наш авторский коллектив теоретически предсказал существование нового типа искривленного самоускоряющегося светового луча, по форме напоминающий крючок. Мы его так и назвали в опубликованных работах — фотонный крючок. Здесь речь идет об искривленной электромагнитной волне. И возник вопрос: могут ли такие кривые пучки формироваться из акустической волны? В новой статье мы утвердительно ответили на этот вопрос. И получать такой акустический крючок несравнимо проще, чем пучки Эйри»,

— говорит руководитель проекта, старший научный сотрудник отделения электронной инженерии ТПУ Игорь Минин.

                                                       Акустический крючок

Чтобы получить акустический крючок, исследователи использовали микрочастицу из диэлектрического материала Рексолит с важной особенностью — несимметричной формой. В ходе экспериментов эту частицу помещали в воду и облучали ультразвуком. Проходя через частицу такой формы, звуковая волна на выходе из частицы искривлялась в форме крючка.

«Основная область применения акустических крючков на сегодня — это биомедицина, синтез новых материалов, управление перемещением наночастиц с помощью ультразвука с высокой субволновой точностью. В дальнейшем мы планируем провести эксперименты, в которых попробуем использовать акустические крючки непосредственно для манипуляции частицами»,

– отмечает Игорь Минин.

Как заявляют эксперты, с помощью акустического крючка можно перемещать биологические частицы по кривой траектории – это поможет изучить стволовые клетки и тестировать лекарства, а также манипулировать микро-объектами в химии и технике для точного и быстрого создания новых материалов и нанопокрытий.

Нет комментариев

Загрузка...