【超聲波與扭曲】

明道

【超聲波與扭曲】

 

 

轉來轉

一個國際研究小組的物理學家，同時測量聲波第一次所施加的角動量和扭矩。

結果發現，這比完全同意與預測的理論，聲波和光波。

據研究人員介紹，他們的技術也有可能在醫療成像和治療。

光學和聲學的一個基本原則是，波攜帶的勢頭，因此可以施加一個力。

同樣重要的是觀念，他們也可以進行角動量和施加的扭矩。

推和扭曲 - 這兩個量之間的比例是中央的物理波，長期以來一直被視為理所當然沒有直接的實驗證明了它的有效性。

光學與困難

輻射壓力的概念，歷來被探索和利用光學 - 例如，它是用來抓取和操縱微觀物體在微生物學和納米技術的“光鑷”的基礎。

光束的力量是等於其功率除以光速的速度。

它的扭矩是成比例的，這依賴於聲學和光學光束的不同屬性的輻射壓力。

因為光的速度是非常大的，光束所施加的力和力矩非常小，因此很難衡量的。

為了進一步使問題複雜化的是，這是很難的科學家們如何物體吸收的線性和角動量的光束，因此計算的力和力矩的作用。

聲與光

出於這些原因，從來沒有人設法同時測量的光束在物體上的力和轉矩。

幸運的是，相同的方程適用於聲學，光的速度被替換的聲音的速度小得多。

因此，一個良好的束相同的功率發揮更強的推動和扭曲，使得它更容易來衡量兩者之間的比例。

 

 

實驗裝置

現在，超聲物理學家恭Demore，生物光子學研究人員麥克·麥克唐納和他的同事在英國鄧迪大學醫學科學技術研究所，連同加布里埃爾斯伯丁在美國伊利諾伊衛斯理大學，懸浮和扭曲橡膠冰球水轟擊“渦旋光束”超聲 - 聲形有點像扭轉螺旋DNA雙螺旋結構。

這樣做是為了驗證實驗的角動量的扭矩比直接證明這個基本理論。研究人員發現 - 如預期 - 冰球上的線性力的轉矩的比例等於交織螺旋每波長的數目的比率。

超越物理學的應用

“的論文的重要組成部分，是事實，我們已經證明比，解釋說：“麥當勞”，但是，我們必須得到這一結果的預先控制的超聲波束，一直沒有水平可能“。

Demore補充說，發展中聚焦超聲的應用遠遠超出了純理論的研究。

有一個整體的領域，開發利用超聲波來殺死腫瘤完全非侵入性的，她說。還有一個項目，發展“sonotweezers”，是基於光鑷，但能夠更大，更重的物體移動。

光學物理學家公里帕吉特在英國格拉斯哥大學的工作，為“美麗的實驗”。

他認為，活躍在該領域的人也不會感到驚訝，因為基本上的比例結果顯示是人們所期望的。

但是，如果你從來沒有檢查的事情，我們知道，你永遠也找不到的東西，我們不這樣做，他說。

發表在“ 物理評論快報“的論文已被接受。

關於作者

添蜗杆是一個總部設在英國的科普作家

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/apr/11/ultrasound-waves-with-a-twist