Levitación acústica

Abstract

En este trabajo vamos a ver el proceso de construcción de un levitador acústico de onda estacionaria no resonante, desde la teoría que lo sustenta hasta una demostración práctica del dispositivo funcional, pasando por una simulación por software para tener una mejor comprensión de la física detrás de este fenómeno. Comenzaremos introduciendo una expresión de un potencial que nos permitirá explicar y entender este fenómeno, desarrollaremos dicho potencial hasta llegar a obtener las ecuaciones que describen nuestro sistema y estimaremos algunos valores característicos. A partir de este formalismo realizaremos una serie de simulaciones para visualizar el sistema gráficamente y ayudarnos en su comprensión. En el montaje vamos a dar prioridad a la sencillez añadiendo una característica adicional, el resultado será un dispositivo sencillo, compacto y de bajo coste que permite controlar la elevación sin contacto de una partícula suspendida en un campo de presión acústica. La característica adicional mencionada radica en la capacidad de controlar la elevación bien manualmente o con un programa sin necesidad de cambiar mecánicamente la situación de los componentes. A diferencia del modelo más común de levitador, usaremos dos transductores para generar una onda estacionaria entre ellos, y mediante un microcontrolador variaremos el desfase relativo entre ellos para cambiar la posición de los nodos de presión y así controlar la posición vertical de la partícula.