Mit diesem Gerät zum Selberbauen lassen Sie Objekte schweben
Halten Sie sich fest: Für fortgeschrittene Bastler gibt es jetzt eine Anleitung zum Bau eines Gerätes, das kleine Objekte anheben und wie von Geisterhand schweben lassen kann. Levitation nennt sich das. Hinter dem Spuk steckt in diesem Fall ein Kraftfeld aus Schallwellen.
Was hier aussieht wie eine Taschenlampe mit Kabelsalat ist ein selbstgebautes Gerät zur Erzeugung von Traktorstrahlen auf akustischer Basis. Auf dem Foto schwebt eine kleine Plastikkugel, festgehalten von Schallwellen.
Foto: Asier Marzo
Science-Fiction-Liebhabern ist der Traktorstrahl ein Begriff. Bei Star Wars oder Star Trek wird die geheimnisvolle unsichtbare Kraft am häufigsten dazu verwendet, fremde Raumschiffe festzuhalten und sie so am Weiterflug zu hindern. Tatsächlich gibt es den Traktorstrahl auch in der Realität.
So lassen sich mit Laserstrahlen mikroskopisch kleine Objekte in der Luft halten. Oder Blitze zähmen: Mit Laserstrahlen haben Wissenschaftler zum Beispiel schon elektrische Hochspannungsentladungen auf einen genau festgelegten Weg gezwungen.
Blitze wechseln spontan ihre Richtung. Es scheint unmöglich, diese zu zähmen und ihren Weg zu kontrollieren. Im Labor ist Wissenschaftlern das Kunststück gelungen.
Quelle: Julian Stratenschulte/dpa
Und 2015 gelang es Forschern erstmals, einen Traktorstrahl aus Schall zu erzeugen. Das war aufwendig und teuer. Aber zukunftsweisend: Das dafür nötige Gerät konnte so vereinfacht werden, dass jetzt Bauteile aus dem 3D-Drucker und gängige Elektronik dazu ausreichen.
Nachahmer sind erwünscht: Asier Marzo und seine Kollegen von der Universität Bristol haben eine Schritt-für-Schritt-Anleitung zum Bau der taschenlampenähnlichen Konstruktion als Video veröffentlicht.
Objekte können auch angezogen werden
Besonders stolz sind die Forscher, dass sich mit ihrem akustischen Traktorstrahl Objekte auch an die Quelle der Schallwellen heranziehen lassen. Marzo: „Es ist sehr leicht, Partikel von der Schallquelle wegzuschieben oder sie einfach nur in der Schwebe zu halten. Aber sie anzuziehen ist etwas ganz Anderes.“
Dabei haben die Forscher es sogar geschafft, ohne elektronische Phasenwandler auszukommen. Stattdessen bringt ein statisches Bauteil den vom Gerät erzeugten Schall in die richtige Form. Und das erinnert an eine Panflöte: „Wir können eine einfache Schallwelle mit einem Metamaterial modulieren, das im Prinzip nichts weiter ist als ein Stück Material mit vielen Röhren unterschiedlicher Länge“, erklärt Marzo. „Der Schall strömt durch diese Röhren und wenn er dann austritt, hat er die richtigen Phasen, um einen Traktorstahl zu erzeugen.“
Elektronik für rund 60 Euro aus dem Internet
Einige Bauteile für den Traktorstrahl-Generator lassen sich mit einem ganz normalen 3D-Drucker ausdrucken, so die Forscher. Die nötige Elektronik stammt von günstigen Bausätzen. „Die Bauteile sind sehr einfach, wie ein Arduino und ein kleiner Motor“, sagt Marzo. Alles könne im Internet für weniger als 70 US-Dollar, also etwa 60 Euro, gekauft werden.
In ihrem Video beschreiben die Wissenschaftler detailliert, welche Teile man benötigt und wie das Gerät zusammengebaut wird. Ganze Raumschiffe lassen sich mit dem damit erzeugten Traktorstrahl zwar nicht steuern – aber laut Marzo reicht der Druck der Schallwellen aus, wenige Millimeter große Objekte wie Plastikstücke, Insekten oder kleine biologische Proben schweben zu lassen, sie wegzustoßen oder anzuziehen.
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