მუსიკის მოსმენით თუ ერთობი, შესაძლოა თქვა რომ მუსიკა გამოძრავებს. რა თქმა უნდა, ამ დროს არ გულისხმობ რომ ხმა აქეთ-იქით გაგდებს. მაგრამ, ახალი ტექნოლოგიების გამოყენებით, ზოგიერთმა მეცნიერმა დაიწყო მუსიკის გამოყენება იმისათვის რომ საგნები ფიზიკურად გადაადგილონ.
შეგიძლია წამოირგინო როგორ მუშაობს ეს პრინციპი, იმ შემთხვევაში თუ ოდესმე კონცერტის დროს დიდ დინამიკებთან ახლოს მდგარხარ. როდესაც გამოსცემს დაბალ ნოტებს, ნოტები იგრძნობა როგორც ვიბრაცია. სინამდვილეში, ხმა არის ვიბრაცია რომელიც სუბსტანციით მოძრაობს, როგორიცაა წყალი ან ჰაერი. ხმა გვესმის მაშინ როდესაც ვიბრაციები ამოძრავებს ყურის სმენით ორგანოებს.
რა არის აკუსტიკა?
ვიბრაციები, ან ხმის ტალღები, მცირედი ძალის მატარებელია. რა თქმა უნდა ხმის ძალა ძალიან სუსტია, მას შეუძლია პატარა საგნების გადაადგილება მაშინ როდესაც სწორადაა გამოყენებული. მეცნიერები ამ მოვლენას აკუსტოფორეზისს უწოდებენ. ეს ტერმინი ბერძნული სიტყვა “აკუსტო”-სგან მომდინარეობს, რაც “გაგებას” ნიშნავს, ხოლო ფორეზისი ნიშნავს მიგრაციას.
“საბოლოოდ, ეს არის მოძრაობა ხმასთან ერთად,” – განმარტავს ბიომედიკი, ინჟირენი ანკე ურბანსკი. ის მუშაობს ლუნდის უნივერსისტეტში, შვედეთში.
ურბანკსი იმ მკვლევარების რიცხვს მიეკუთვნება, რომლებიც ხმის ძალას იყენებენ მრავალი განსხვავებული სასარგებლო გზით. მათ შორის, 2D და 3D პრინტინგისათვის, სისხლის ანალიზისათვის და ა.შ. ზოგი მათგანი ხმას იყენებს პატარა საგნების შესაქმნლეად, რათა დაიმორჩლონ გრავიტაცია.
შეჯახების ტრაექტორია
შესაძლოა უცნაურად ჟღერს, მაგრამ საგნების ხმით მანიპულაცია არის ადგილების შექმნა, რომლებსაც არ აქვს ხმა. იდევ უფრო გასაკვირია, თუ როგორ ქმნიან მეცნიერები სრულ სიჩუმეს ლაბორატორიაში: ხმის ტალღების შეჯახებით.
მუსიკის ტალღებს აქვს წონა ამ ამპლიტუდა. რაც უფრო დიდი მათი ამპლიტუდა, მით უფრო ხმამაღალია მუსიკა. ტალღის სიგრძე კიდევ ერთი საზომი ერთეულია რომელიც გამოიყენება მუსიკის ტალღების გასაზომად. ეს არის მანძილი ერთი ტალღიდან მეორემდე. მაღალჰერციან ხმებს აქვთ მოკლე ტალღის სიგრძე.
ტალღის სიგრძე
როცა ხმის ტალღები ერთმანეთს ეჯახება, ისინი შეიძლება გაერთიანდნენ განსხვავებულად. მათი გაერთიანება განსაზღვრავს ახალი ტალღის ამპლიტუდასა და ტალღის სიგრძეს. თუ ტალღების ზედა ნაწილები შეეკვრება ერთმანეთს, მიიღება კიდევ უფრო მაღალი ხმა. თუ ტალღის დაბალი ნაწილები შეეკვრება ერთმანეთს, მაშინ მიიღება ხმადაბალი ხმა.
როდესაც ორი ტალღა ერთმანეთს იდეალურად ერწყმება, ეს ორი ტალღა ერთმანეთს აუქმებს. ამ დროს, ამპლიტუდა უტოლდება ნულს, შესაბამისად აღარ გვაქვს ხმა. წერტილებს, სადაც ამპლიტუდა ნულის ტოლია, კვანძები ეწოდება.
1930 წლის დასაწყისში მეცნიერებმა აღმოაჩინეს, რომ კვანძების გამოყენება შესაძლებელია საგნების ლევიტაციისათვის. ორმა გერმანელმა ფიზიკოსმა, კარლ ბუქსმა და ჰანს მულერმა, ალკოჰოლის წვეთები მოათავსეს ხმის კავძებზე, რომელიც საკუთარ ლაბორატორიაში შექმნეს. წვეთები ჰაერზე ტივტივებდა.
რატომ მოხდა ასე? ხმის ძალა საგანს გადაადგილებს ხმამამღალი ადგილიდან ხმადაბალი ადგილისაკენ. ეს საგანს აჩერებს კვანძზე, სადაც სრული სიჩუმეა, – განმარტავს ინჟინერი აზიერ მარზო. ის აკუსტიკურ ლევიტატორებს აშენებს ნავარეს სახელმწიფო უნივერსიტეტში, ესპანეთში.
მარზოს ერთ-ერთი პროექტი მოიცავს ასობით პატარა დინამიკს. ბევრი დინამიკის გამოყენებით, მას შეუძლია ამოძრაოს 25-მდე პატარა საგანი ერთდროულად. რამდენად პატარა? თითოეული მილიმეტრი სიგანის მქონე. მარზომ და მისმა კოლეგებმა ასევე შემქნეს კიტი, რომლიც ადამიანებს საშუალებას აძლევს სახლის პირობებში შექმნან აკუსტიკური ლევიტატორი.
სხვა მეცნიერები უფრო პრაქტიკულ გამოყენებასაც უძებნიან საგნების ხმით გადაადგილებას.
სისხლში
ლუნდის უნივერსიტეტში, ანკე ურბანსკი არის თიმის ჯგუფი, რომელიც ხმას იყენებს თეთრი სიხლის უჯრედების გადასაადგილებლად.
ეს უჯრედები არის იმუნური სისტემის ნაწილი. ისინი დიდი რაოდეობით ჩნდება რათა ებრძლოს მიკრობებსა და ბაქტერიებს. ამ უჯრედების დათვლით შეგვილია ვთქვათ ადამიანი ავადაა თუ არა. რაც უფრო მეტი თეთრი სისხლის უჯრედი აქვს ადამიანს, მით უფრო მეტი შანსია რომ მას აქვს ინფექცია.
თუ სისხლის ანალიზს ავიღებთ, გვაქვს მილიარდობით წითელი სისხლის უჯრედი. მცირედი თეთრი უჯრედების პოვნა რთულ საქმეს წარმოადგენს.
ხრიკი მდგომარეობს უჯრედების იზოლირებაში. ჩვეულებრივ, მეცნიერები ამისათვის ცენტრიფუგას იყენებენ. ეს მანქანა ძალიან სწრაფად ატრიალებს სისხლის უჯრედებს, მანამ სანამ თეთრსა და წითელ უჯრედებს ერთმანეთისაგან არ განაცალკევებს. წითელი და თეთრი სისხლის უჯრედების ერთმანეთისაგან განცალკევდება რადგან მათ განსხვავებული სიმკვრივე აქვთ. მაგრამ, ცენტრიფუგის გამოყენებით უჯრედების განცალკევებას დიდი დრო სჭირდება. ასევ საჭიროებს მინიმუმ რამდენიმე წვეთ სისხლს.
ურბანსკის მიზანია რომ განაცალკევოს ძალიან მცირე მოცულობის სისხლი – მხოლოდ ხუთი მიკროლიტრი წუთში – ხმის გამოყენებით. ერთი მიკროლიტრი არის წყლის წვეთის 1/15. ამის გასაკეთებლად იყენებს სილიკონის ჩიპს, “რომელიც კიტ-კეტის (შოკოლადი) ზომისაა,” – ამბობს ის.
ეს ჩიპი მოთავსებულია პატარა დინამიკის თავზე, რომელიც ხმას გამოცემს. როდესაც წითელი სისხლის უჯრედი გავლის ჩიპში, ხმის ტალღე მას დაბლიდან შუისკენ გადაანაცვლებს. თეთრი სისხლის უჯრედები არ განიცდიან ცვლილებას ხმისგან. განსხვავებული ზომისა და სიმკვრივის მქონე უჯრედები ერთმანეთისაგან განცალკევდებიან. ეს პროცესი აცალკევებს სისხლს.
“უბრალოდ განსხვავების ქონა არის დიდი ძალა რომ ვიმოქმედოთ მათზე … ჩვენ შეგვიძლია ისინი განვაცალკევოთ,” – ამბობს ურბანსკი.
ეს ტექნოლოგია სასარგებლოა მხოლოდ მცირედი სისხლის განსაცალკევებლად. ამ მდგომარეობით, ჩიპს დასჭირდება 4 თვემდე რომ განაცალევოს ლიტრი სისხლი. საბედნიეროდ, სისხლიში თეთრი უჯრედების დათვლას მხოლოდ ერთი ან ორი წვეთი სჭირდება.
დღეისათვის, დივაისები რომლებიც ხმის ძალას საგნების გადასაადგილებლად იყენებენ ძირითადად ლაბორატორიებშია. ახლო მომავალში, შესაძლოა მეტი გაიგო ხმის მოქმედების შესახებ.
ძალიან საინტერესო იყო მარი