發(fā)出一束光，卻能把遠(yuǎn)處的物體帶回來，這是科幻小說中描寫的牽引光束。最近，澳大利亞國(guó)立大學(xué)（ANU）的物理學(xué)家造出了一種“牽引波束”：用造波器在水面生成特定波幅和頻率的波，漂在水面的物體就會(huì)逆著水波傳播方向朝波源運(yùn)動(dòng)。相關(guān)論文發(fā)表在最近的《自然·物理學(xué)》雜志上。
在實(shí)驗(yàn)中，研究人員把一個(gè)乒乓球放入造波池，計(jì)算出讓乒乓球向他們希望方向運(yùn)動(dòng)的波幅和頻率，用垂直振動(dòng)活塞發(fā)出向外傳播的衍射波產(chǎn)生表面渦流，就會(huì)形成與水波傳播方向相反的水流紋路，牽引乒乓球按他們希望的路徑移動(dòng)。
“我們計(jì)算出了一種產(chǎn)生波的方法，能迫使漂浮物逆著水波方向運(yùn)動(dòng)，沒人猜到會(huì)有這種結(jié)果?！必?fù)責(zé)該項(xiàng)目的ANU物理與工程研究院的豪斯特·龐茨曼說，目前還沒有數(shù)學(xué)理論能解釋這些實(shí)驗(yàn)?！斑@是最大的未解難題之一，迄今還沒人能在浴缸里造出這種波，我們很驚訝以往沒人描述過它?！毖芯啃〗M引入了一套新的概念框架來理解這種波驅(qū)動(dòng)水流，以此設(shè)計(jì)出向內(nèi)、向外的表面推進(jìn)，靜態(tài)漩渦及其他更復(fù)雜的水流。在實(shí)驗(yàn)中，他們用不同形狀的活塞造出了不同的渦流路徑。
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)8月11日（北京時(shí)間）報(bào)道，研究人員在論文中指出，法拉第準(zhǔn)駐波會(huì)產(chǎn)生水平漩渦，但迄今尚不清楚衍射波能否產(chǎn)生大范圍的涌流，因?yàn)樾≌穹鶡o漩渦的波只會(huì)推動(dòng)物體沿著衍射方向移動(dòng)。而此次實(shí)驗(yàn)證明，通過調(diào)節(jié)波幅變化把它們變成三維波，水面上的漂浮物就會(huì)被迫向著波源移動(dòng)。
“我們發(fā)現(xiàn)超過一定的高度，這些復(fù)雜的三維波會(huì)在水面產(chǎn)生水流紋路?！痹撗芯啃〗M領(lǐng)導(dǎo)邁克爾·夏茨教授說，“牽引波束就是這種紋路的一種，能向內(nèi)流、向外流或形成漩渦?！边@種技術(shù)為人們提供了一種前所未有的方法，控制那些漂在水上的物體，就像科幻小說中移動(dòng)物體的牽引光束。
牽引波束有著極為廣泛的用途。研究人員指出，他們的發(fā)現(xiàn)為遙控水面物體、限制漏油帶來了一種全新的技術(shù)，還有助于人們理解海洋漂浮物運(yùn)動(dòng)和波浪對(duì)海濱造成的破壞，以及制造出波驅(qū)動(dòng)推進(jìn)器。
聯(lián)系客服
