เทคนิคการขนส่งอนุภาคที่ไม่ใช่แม่เหล็ก เช่น เซลล์ หยดน้ำ และกากกาแฟวัตถุที่ลอยได้สามารถหมุน ร่อน และชนเข้าด้วยกัน โดยไม่ต้องใช้แม่เหล็กหรือกลอุบายใดๆ
ทีมงานจาก ETH Zurich รายงานในวันที่ 15 กรกฎาคมในProceedings of the National Academy of Sciences โดยใช้คลื่นเสียงที่ สม่ำเสมอ นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้เทคนิคที่ไม่ต้องสัมผัสเพื่อจัดการกับสารเคมีในห้องปฏิบัติการที่ละเอียดอ่อนหรือเป็นอันตรายอย่างนุ่มนวล หรือเพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนเซลล์ในการทดลองทางชีววิทยา
“มันเป็นงานที่สวยงาม” Tony Jun Huang นักชีวเคมีแห่ง Penn State ผู้ซึ่งเคยใช้เสียงเพื่อจัดการกับอนุภาคในของเหลวกล่าว ในอุปกรณ์เครื่องเดียว ผู้เขียนงานวิจัยสามารถเคลื่อนย้ายอนุภาคในอากาศสองตัวไปในทิศทางที่ต่างกันหรือทำให้อนุภาคเหล่านี้มาบรรจบกัน Huang กล่าวว่าไม่มีใครเคยทำมาก่อน
นักวิทยาศาสตร์รู้จักวิธีการใช้คลื่นเสียงเพื่อยกอนุภาคในอากาศมาหลายปีแล้ว
ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการลอยด้วยคลื่นเสียง แต่การย้ายชิ้นส่วนที่ยกขึ้นไปมานั้นท้าทายกว่า คลื่นเสียงมักจะดักจับวัตถุที่ลอยอยู่ในช่องที่คงที่
Dimos Poulikakos ผู้ร่วมวิจัยด้านการศึกษา วิศวกรเครื่องกลของ ETH Zurich บอกว่า เทคนิคใหม่นี้จะเคลื่อนกระเป๋าไปรอบๆ โดยทำให้สนามคลื่นเสียงเสียรูป ทำให้นักวิจัยสามารถขนส่งวัตถุที่ติดอยู่ได้หลายเซนติเมตร
“ก่อนหน้านี้ มันเหมือนกับว่าคุณมีรถที่สวยงาม แต่ทำได้แค่จอดรถ” ปูลิกากอสกล่าว “ตอนนี้คุณขับรถได้แล้ว”
เพื่อให้เกิดการลอยตัว Poulikakos และเพื่อนร่วมงานจะสั่นบล็อกอะลูมิเนียมที่มีขนาดเท่ากับแสตมป์ขึ้นและลง เช่น ค้อนขนาดเล็ก เสียงกระหึ่มอย่างรวดเร็วทำให้เกิดคลื่นเสียงที่แล่นขึ้นไปจนกระทบกับแผ่นสะท้อนแสงเพล็กซิกลาสแล้วเด้งกลับลงมาที่บล็อก เมื่อคลื่นที่ตกลงมากระทบตัวปีน พวกมันจะตัดกัน ทำให้เกิดช่องแรงดันต่ำที่สามารถรองรับน้ำหนักของวัตถุได้
โดยการปรับอัตราการสั่นสะเทือนเพื่อควบคุมตำแหน่งของกระเป๋า นักวิจัยสามารถลอยอนุภาคบนกระดานหมากรุกของบล็อกอะลูมิเนียม ทีมวิจัยได้ใช้เทคนิคนี้ในการผสมละอองของเซลล์กับดีเอ็นเอ พวกเขายังร่อนฟองอากาศเข้าไปในก้อนโลหะโซเดียมเพื่อสาธิตวิธีการทำงานอย่างปลอดภัยกับวัสดุอันตรายจากระยะไกล เมื่อน้ำกระทบโลหะ ชุดคำสั่งผสมก็ระเบิด พ่นก๊าซไฮโดรเจนที่ติดไฟได้ออกมา
Poulikakos และเพื่อนร่วมงานก็ลอยหยดน้ำและเม็ดกาแฟสำเร็จรูปที่ลอยมารวมกันเพื่อทำถ้วยเล็ก ๆ ของ Joe “นั่นเป็นเพียงเพื่อความสนุกสนาน” เขากล่าว แต่การทดลองเน้นย้ำถึงข้อได้เปรียบเหนือการลอยตัวของแม่เหล็ก: เทคนิคใหม่นี้ไม่ต้องการให้วัตถุที่ลอยอยู่เป็นแม่เหล็ก
วิธีการนี้อาจเป็นการปรับปรุงให้ดีขึ้นกว่าชิปไมโครฟลูอิดิก
อุปกรณ์ที่ผสมของเหลวจำนวนเล็กน้อยเข้าด้วยกันในช่องที่แกะสลักเป็นพลาสติกหรือแก้ว Pierre Lambert วิศวกรไมโครฟลูอิดิกส์ที่ Université libre de Bruxelles กล่าว แม้ว่าชิปจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถผสมสารเคมีได้ แต่ของเหลวยังคงสัมผัสกับช่องที่แกะสลักของอุปกรณ์ การลอยตัวสามารถป้องกันไม่ให้ของเหลวสัมผัสสิ่งใดนอกจากอากาศ
“โดยทั่วไปทุกอย่างที่ทำบนชิปไมโครฟลูอิดิกสามารถทำได้โดยการลอย” แลมเบิร์ตกล่าว ตอนนี้ Poulikakos กำลังขยายกระดานหมากรุกและทำงานกับวัตถุที่มีน้ำหนักมาก เช่น เม็ดเหล็ก
ในการเชื่อมโยงนาฬิกาที่ห่างกันหลายพันกิโลเมตรอย่างประณีต นักฟิสิกส์จะต้องส่งสิ่งกีดขวางจากนาฬิกาหนึ่งไปอีกนาฬิกาหนึ่งผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการเคลื่อนย้ายควอนตัม แนวคิดนี้มีอายุย้อนไปเพียง 20 ปี แต่นักฟิสิกส์ได้ใช้ประโยชน์จากการเคลื่อนย้ายทางไกล ซึ่งเป็นการถ่ายโอนข้อมูลควอนตัมในระยะทางไกล ด้วยความสำเร็จที่น่าประทับใจ ในปี 2550 Anton Zeilinger จากศูนย์วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีควอนตัมแห่งเวียนนาและเพื่อนร่วมงานได้เคลื่อนย้ายสถานะโพลาไรซ์ของโฟตอนหนึ่งไปยังโฟตอนอื่นห่างออกไปประมาณ 143 กิโลเมตร ( SN: 6/30/12, p. 10 )
ในโครงการของทีม Ye นักวิทยาศาสตร์จะสร้างโฟตอนที่พันกันและส่งผ่านดาวเทียมหรือการเชื่อมต่อด้วยไฟเบอร์ออปติกเพื่อเชื่อมโยงนาฬิกาสองตัว โฟตอนผ่านแต่ละนาฬิกาและมีปฏิสัมพันธ์กับอะตอมของนาฬิกาโดยผ่านสภาวะที่พันกัน กระบวนการเดียวกันนี้สามารถเชื่อมต่อกับนาฬิกาอื่นๆ ในเครือข่ายได้ เมื่อนาฬิกาทั้งหมดพันกัน Kessler กล่าวว่าการวัดหนึ่งอะตอมในนาฬิกาเดียวจะได้ข้อมูลจากทุกอะตอมของทุกนาฬิกาในเครือข่ายทั่วโลก ผลที่ตามมาคือ อะตอมทั้งหมดจะรวมพลังเพื่อสร้างลูกตุ้มที่แม่นยำเป็นพิเศษ
นำทุกแง่มุมของแผนมารวมกัน — พันนาฬิกาหลายเรือนซึ่งแต่ละอันประกอบขึ้นจากอะตอมที่พันกัน — และผลที่ได้คือนาฬิกาโลกหลักที่ช่วยให้ผู้ใช้เข้าถึงการวัดเวลาได้ทันทีด้วยความแม่นยำถึง 10 เท่าของออปติคัลที่ล้ำสมัยของ Ye นาฬิกา. เป็นครั้งแรกที่นาฬิกาการตั้งค่ามาตรฐานของโลกสามารถซิงโครไนซ์ได้อย่างสมบูรณ์แบบ
