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Physik:Zugriff für den Traktorstrahl

Der Traktorstrahl erzeugt einen Käfig aus Schallwellen, um ein Körnchen zum Schweben zu bringen

(Foto: Asier Marzo, Bruce Drinkwater, Sriram Subramanian)

Forscher haben ein Gerät gebaut, das eine Kugel in der Luft schweben lässt. Das Vorbild für den "Traktorstrahl" stammt aus Star Trek.

Physiker haben eine Technik verwirklicht, die bisher vor allem aus der Fernsehserie Star Trek bekannt ist. Dort kann ein fiktiver "Traktorstrahl" einen Gegenstand schweben lassen, ihn drehen, wenden und verschieben. Ein Team um Asier Marzo von der Universität Bristol hat ein entsprechendes Gerät nun im Miniaturformat nachgebaut. Mithilfe von Schallwellen galang es, ein etwa ein Millimeter großes Körnchen in der Luft schweben zu lassen, berichten die Forscher im Fachmagazin Nature Communications.

Schon länger ist bekannt, dass laute Geräusche Kräfte auf Objekte ausüben. Physikalisch gesehen ist Schall eine periodische Schwankung des Luftdrucks. Die Wellen sind aber meist zu schwach, um einen Gegenstand zu bewegen. Die Wissenschaftler verwendeten daher 64 in einem Quadrat angeordnete Mini-Lautsprecher, die sehr laute und schrille Töne aussenden. Auf das kleine Körnchen übten die Schallwellen eine Kraft von einigen Millionstel Newton aus - genug, um das Partikel in der Schwebe zu halten.

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Was der Traktorstrahl kann

Der "Traktorstrahl" erzeugt ein akustisches Hologramm - was damit möglich ist, demonstrieren die Forscher im Video

Indem die Forscher nur einen Teil der Lautsprecher anschalteten, bildeten die Schallwellen oberhalb der Anlage Muster. Eine geometrische Konfiguration erzeugte eine Art Käfig aus Druckwellen, der das Körnchen in der Luft fixierte. Der Käfig hielt auch dann noch, als die Forscher ihr Experiment auf den Kopf stellten. Statt in Richtung Boden zu fallen, wanderte das Körnchen nach oben, in Richtung der Lautsprecher. Auf diese Weise könnte man in Zukunft Arzneikapseln und Nierensteine im menschlichen Körpers bewegen, hoffen die Physiker.