सार:
यदि आपने 2008 की फिल्म "द इनक्रेडिबल हल्क" देखी है, तो आपको शायद अभी भी वे ध्वनि तोपें याद होंगी जो हरे विशालकाय को दबाने के लिए शक्तिशाली ध्वनि तरंगों का उपयोग करती थीं। अब, फिनलैंड में हेलसिंकी विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने, स्पेन में पब्लिक यूनिवर्सिटी ऑफ नवारा और संयुक्त राज्य अमेरिका में मिशिगन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के सहयोग से, इस विचार को एक यथार्थवादी प्रोटोटाइप दिया है: एक "पाइपलाइन" जो पूरी तरह से अल्ट्रासोनिक तरंगों से बनी है जो हवा में सामग्री के प्रवाह को भौतिक रूप से बाधित और निर्देशित कर सकती है।
यह अदृश्य, द्रव्यमान रहित पाइप 256 माइक्रो-स्पीकरों द्वारा उत्सर्जित अल्ट्रासोनिक तरंगों द्वारा "निर्मित" किया गया है। यह तरल पदार्थ, गैसों, पाउडर और यहां तक कि प्लाज़्मा का मार्गदर्शन कर सकता है, जिससे ऐसा लगता है कि ये सामग्रियां पतली हवा से हवा में निलंबित हैं और धीरे-धीरे आगे बढ़ रही हैं। पूरी प्रक्रिया के दौरान कोई श्रव्य ध्वनि नहीं सुनाई दी। प्रवाह की दिशा बदलने के लिए, आपको किसी भी भौतिक हिस्से को हिलाने की ज़रूरत नहीं है; आपको बस स्पीकर के संचालन के तरीके को समायोजित करना होगा और अदृश्य पाइप को नया आकार देना होगा।
"मैंने अब तक जितने भी प्रयोगात्मक उपकरण देखे हैं, उनमें से यह उपकरण जादू के सबसे करीब कहा जा सकता है।" प्रोजेक्ट लीडर और हेलसिंकी विश्वविद्यालय में इलेक्ट्रॉनिक्स के प्रोफेसर अली सालमी ने टिप्पणी की।
इस विचार की उत्पत्ति अनुसंधान टीम की पिछली परियोजना से हुई है: उन्होंने पाइपों की आंतरिक दीवारों से जुड़ी सामग्री को साफ करने के लिए अल्ट्रासोनिक तरंगों का उपयोग किया था। इस विचार के बाद, उन्होंने आगे कल्पना की कि यदि पाइप की भौतिक दीवार को हटा दिया जाए, ताकि पदार्थों को जुड़ने के लिए कोई जगह न रहे, तो क्या समस्या जड़ से गायब नहीं हो जाएगी?
इस विचार को वास्तविकता में बदलने के लिए, शोधकर्ताओं ने विभिन्न स्पीकर लेआउट के आसपास परीक्षण और त्रुटि के कई दौर आयोजित किए। अंतिम प्रोटोटाइप में 256 छोटे अल्ट्रासाउंड ट्रांसड्यूसर हैं जो एक बेलनाकार संरचना के चारों ओर व्यवस्थित हैं, जो लगभग 40 किलोहर्ट्ज़ की आवृत्ति पर ध्वनि तरंगें उत्सर्जित करते हैं। इन ध्वनि तरंगों के समय को सटीक रूप से नियंत्रित करके, जब वे प्रतिच्छेद करते हैं तो वे एक ध्वनि क्षेत्र बनाते हैं, गुजरने वाली सामग्री पर बल लगाते हैं और इसे एक विशिष्ट पथ पर रोकते हैं। ध्वनि क्षेत्र को समायोजित करने से यह पथ मुड़ सकता है या पुनर्निर्देशित हो सकता है, जबकि भौतिक पाइप स्थिर रहता है। प्रोटोटाइप पाइप केवल 8 सेंटीमीटर लंबा है और लगभग 50 वाट बिजली की खपत करता है, जो लगभग पुराने जमाने के तापदीप्त प्रकाश बल्ब के बराबर है।
यह अभी भी एक प्रोटोटाइप है, लेकिन शोध ने साबित कर दिया है कि अकेले ध्वनि हवा के माध्यम से पदार्थ के विभिन्न रूपों को लगातार मार्गदर्शन करने के लिए पर्याप्त है। जबकि अधिकांश पिछली ध्वनिक हेरफेर प्रणालियाँ केवल व्यक्तिगत कणों या बूंदों को ऊपर उठा सकती थीं और स्थानांतरित कर सकती थीं, नई प्रणाली सामग्री के निरंतर प्रवाह को संभाल सकती है। प्रयोग में, शोधकर्ताओं ने बहते पानी का सफलतापूर्वक मार्गदर्शन किया, पाउडर को विभिन्न कंटेनरों में भेजा, धुंध और वायु प्रवाह में हेरफेर किया, और यहां तक कि निर्वहन के पथ को भी नियंत्रित किया।
आवेदन की संभावनाओं के संदर्भ में, टीम सामग्रियों के गैर-संपर्क परिवहन की कल्पना करती है, विशेष रूप से उन संक्षारक और चिपचिपी सामग्रियों की जो पारंपरिक पाइपलाइनों को खराब कर देंगी या आसानी से आंतरिक दीवार पर जमा हो जाएंगी। यह तकनीक उन संवेदनशील सामग्रियों को संभालने के लिए भी उपयुक्त हो सकती है जो संदूषण के प्रति अत्यधिक संवेदनशील हैं। वास्तविक समय में प्रवाह की दिशा को इलेक्ट्रॉनिक रूप से बदलने की क्षमता सामग्री को वांछित स्थान पर सटीक रूप से पहुंचाने की नई संभावनाएं भी प्रदान करती है।
हालाँकि, प्रोटोटाइप से वास्तविक अल्ट्रासोनिक पाइपलाइन तक जाने के लिए अभी भी एक लंबा रास्ता तय करना बाकी है। एक स्पष्ट सीमा आकार और लागत में असमानता है: केवल 8 सेंटीमीटर लंबे "पाइप" को बनाने के लिए, 256 स्पीकर की आवश्यकता होती है, और हार्डवेयर ओवरहेड काफी होता है। शोधकर्ताओं का मानना है कि अधिक लंबी पाइपलाइन बनाने के लिए समान मॉड्यूल को एक साथ जोड़ा जा सकता है।
एक अन्य समस्या ध्वनि की तीव्रता है। शोधकर्ताओं के अनुसार, पाइप के केंद्र में अल्ट्रासाउंड की तीव्रता किसी के आपके कान में लगातार बंदूक चलाने के बराबर है; डिवाइस के बाहर भी, ध्वनिक तीव्रता जेट इंजन के बगल में खड़े होने के बराबर है। सौभाग्य से, 40 किलोहर्ट्ज़ मानव श्रवण की सामान्य सीमा से परे है। आप वास्तव में उन दहाड़ें बिल्कुल नहीं सुन सकते हैं, लेकिन यह सुनिश्चित करना सबसे अच्छा है कि आस-पास कोई कुत्ता न हो।
प्रासंगिक शोध परिणाम संयुक्त राज्य अमेरिका की राष्ट्रीय विज्ञान अकादमी (पीएनएएस) की कार्यवाही में प्रकाशित किए गए हैं।
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