తేలియాడే వస్తువులను ఖచ్చితంగా నియంత్రించడానికి నీటి తరంగాలను మార్చటానికి సాంకేతికత

మలుపులు ఉచ్చులు మరియు స్విర్లింగ్ వోర్టిసెస్ వంటి సంక్లిష్ట ఉపరితల నమూనాలను సృష్టించడానికి నీటి తరంగాలను ఉత్పత్తి చేయడం మరియు విలీనం చేయడం ఈ పద్ధతిలో ఉంటుంది.

ప్రయోగశాల ప్రయోగాలు ఈ నమూనాలు సమీపంలోని తేలియాడే వస్తువులలో, చిన్న నురుగు బంతులు బియ్యం ధాన్యాల పరిమాణంలో లాగగలవని మరియు వాటిని నమూనాలలో చిక్కుకున్నాయని తేలింది.

కొన్ని నమూనాలు ట్వీజర్స్ లేదా “ట్రాక్టర్ బీమ్” లాగా పనిచేస్తాయి, తేలియాడే బంతులను నీటి ఉపరితలంపై ఉంచడానికి అవి దూరంగా ఉండవు. మరికొందరు బంతులు తమ కేంద్రాలపై తిరుగుతూ ఉంటాయి మరియు నమూనాలలో వృత్తాకార లేదా మురి మార్గం వెంట ఖచ్చితంగా కదులుతాయి.

సాధారణ అలల మాదిరిగా కాకుండా, చిన్న బాహ్య తరంగాలతో బాధపడుతున్నప్పుడు కూడా ఈ తరంగ నమూనాలు స్థిరంగా ఉంటాయి

ఈ టెక్నిక్ నీటి తరంగాలను నియంత్రించడానికి మరియు ఆకృతి చేయడానికి వాస్తవ-ప్రపంచ భౌతిక శాస్త్రాన్ని ఉపయోగిస్తుంది, అయితే ఈ ప్రభావం జనాదరణ పొందిన ప్రదర్శనలు మరియు పుస్తకాలలో కల్పితమైన విధంగా కనిపించని శక్తి కదిలే విషయాలను పోలి ఉంటుంది.

ది బ్రేక్ త్రూ, శాస్త్రీయ పత్రికలో ప్రచురించబడింది ప్రకృతి 5 ఫిబ్రవరి 2025 న, నీటి తరంగాలను కొత్త మార్గాల్లో ఉపయోగించే అవకాశాన్ని తెరుస్తుంది.

ఉదాహరణకు, శుభ్రపరచడం సులభతరం చేయడానికి నీటిపై తేలియాడే కారల్ చిందిన ద్రవాలు మరియు రసాయనాలకు సాంకేతికతను మరింత అభివృద్ధి చేయవచ్చు.

పెద్ద తేలియాడే వస్తువులకు మార్గనిర్దేశం చేయడానికి ఈ పద్ధతిని కూడా స్కేల్ చేయవచ్చు, మరియు బహుశా ఓడలు, నీటిపై కావలసిన మార్గంలో, వారికి పని చేసే ఇంజన్లు లేనప్పటికీ.

“భవిష్యత్తులో అనేక సంభావ్య అనువర్తనాలతో, వస్తువులను తరలించడానికి నీటి తరంగాలను ఎలా మార్చవచ్చో అన్వేషించడానికి మా పరిశోధనలు మొదటి దశ” అని ఎన్‌టియు సింగపూర్ స్కూల్ ఆఫ్ ఫిజికల్ అండ్ మ్యాథమెటికల్ సైన్సెస్ మరియు స్కూల్ ఆఫ్ ఎలక్ట్రికల్ అండ్ ఎలక్ట్రానిక్ ఇంజనీరింగ్ నుండి పరిశోధన యొక్క సహ-నాయకులలో ఒకరైన అసిస్టెంట్ ప్రొఫెసర్ షెన్ యిజీ అన్నారు.

“నీటి తరంగాలను బియ్యం ధాన్యాల వలె చిన్న వస్తువులను ఖచ్చితంగా తరలించడానికి ఉపయోగించవచ్చని మేము చూపించాము. భవిష్యత్ పరిశోధనలు వందల రెట్లు చిన్న కణాల స్థాయిలో ఉన్న చిన్న తరంగాలను కూడా అధ్యయనం చేయగలవు, అలాగే వెయ్యి రెట్లు పెద్ద పెద్ద సముద్ర తరంగాలు” అని ఆయన చెప్పారు.

కాంతి నుండి పాఠాలు

అసిస్ట్ ప్రొఫెసర్ షెన్ యొక్క ముందు పని నుండి ప్రేరణ పొందిన ఇంటర్ డిసిప్లినరీ ప్రయత్నం ద్వారా నీటి తరంగాలను ఆకృతి చేసే సాంకేతికత అభివృద్ధి చేయబడింది – సంక్లిష్ట నిర్మాణాలు లేదా కాంతి నమూనాలను సృష్టించడానికి తేలికపాటి తరంగాలను ఉపయోగించి.

అతని బృందం ఇంతకుముందు చిన్న ఆటంకాలు ఈ కాంతి నమూనాలను సులభంగా నాశనం చేయలేదని మరియు వాటిలో ఈస్ట్ కణాలు మరియు లోహం యొక్క నానోపార్టికల్స్ వంటి చిన్న కణాలను ట్రాప్ చేయగలవని చూపించింది. కాంతి తరంగాలను సర్దుబాటు చేయడం ద్వారా, వాటిలో చిక్కుకున్న కణాలు కూడా ఒక అదృశ్య శక్తి ద్వారా చుట్టూ తిరగవచ్చు.

తన పరిశోధనల మధ్య, ప్రొఫెసర్ షెన్ నీరు మరియు కాంతి రెండూ తరంగాలుగా కదలగలవని గ్రహించాడు, అతని బృందం తేలికపాటి తరంగాలతో సాధించగలిగింది నీటి తరంగాలతో కూడా సాధ్యమవుతుంది.

అతను తన సిద్ధాంతాన్ని నిరూపించడానికి తన మరియు ఇతరుల వంటి తేలికపాటి తరంగాలను అధ్యయనం చేసే పరిశోధకులతో కలిసి పనిచేయడానికి ప్రయత్నించాడు. అతని అతిపెద్ద సవాలు వారిని ఒప్పించడం, ఎందుకంటే ఇరువైపుల పరిశోధకులు అతని ఆలోచనలను ఇంతకు ముందు పరిగణించలేదు.

అసిస్ట్ ప్రొఫెసర్ షెన్ చివరికి చైనా మరియు స్పెయిన్ నుండి తన సహకారులపై గెలిచాడు మరియు అంతర్జాతీయ పరిశోధన బృందం ప్రయోగాల ద్వారా అతని పరికల్పనను ధృవీకరించింది.

వాటర్ ట్యాంక్‌లో ల్యాబ్ ప్రయోగాలు నిర్వహించడానికి ముందు ఈ బృందం మొదట కంప్యూటర్ అనుకరణలను నడిపింది, అక్కడ వారు నీటిలో పాక్షికంగా మునిగిపోయిన వివిధ 3 డి-ప్రింటెడ్ ప్లాస్టిక్ నిర్మాణాలను ఉపయోగించి తరంగాలను సృష్టించారు.

ఉదాహరణకు, ఈ ప్లాస్టిక్ నిర్మాణాలలో ఒకటి దాని చుట్టూ విస్తరించిన 24 గొట్టాలతో అనుసంధానించబడిన రింగ్. గొట్టాలు స్పీకర్లతో అనుసంధానించబడ్డాయి, ఇవి తక్కువ-పిచ్డ్ హమ్మింగ్ శబ్దాలను పైప్ చేశాయి, దీనివల్ల రింగ్ లోపల నీటి ఉపరితలం తరంగాలతో అలలు.

శాస్త్రవేత్తలు వాటర్ ట్యాంక్‌లో ఒక చిన్న తేలియాడే పాలిథిలిన్ ఫోమ్ బంతిని ఉంచారు మరియు తరంగాలు ఉత్పత్తి చేయబడినప్పుడు బంతి ఎలా కదిలిందో గమనించారు. ప్రతిసారీ 4.8 మిమీ నుండి 12.7 మిమీ వ్యాసం వరకు బంతులను పరీక్షించారు. పరిశోధకులు 40 మిమీ-వ్యాసం కలిగిన పింగ్ పాంగ్ బంతిని కూడా పరీక్షించారు.

నీటి తరంగాల యొక్క పరిమాణం మరియు పౌన frequency పున్యాన్ని సర్దుబాటు చేయడం ద్వారా మరియు కొన్ని తరంగాలు ఇతరులతో దశలవారీగా మారాయి అని మార్చడం ద్వారా, పరిశోధకులు తరంగాలను జోక్యం చేసుకోవడానికి, అతివ్యాప్తి చెందడానికి మరియు విలీనం చేయడానికి కారణమయ్యారు మరియు నీటి ఉపరితలంపై సంక్లిష్ట నమూనాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి విలీనం చేశారు.

ఈ నమూనాలు వాటిలో తేలియాడే బంతిని చిక్కుకున్నాయి, దీనివల్ల అది దాదాపు స్థిరంగా ఉంటుంది, లేదా స్పిన్ చేసి, నమూనాలలో వృత్తాకార లేదా మురి మార్గం వెంట కదలండి, మార్గం నుండి 2-4 మిమీ వద్ద వైదొలిగింది.

“మేము నీటి నమూనాలలో తేలియాడే వస్తువును కలిగి ఉంటే, వాటిలో చిక్కుకున్న నమూనాలను మరియు వస్తువులను తరలించడానికి మేము తరంగాలను కూడా సర్దుబాటు చేయగలము. ఇది ఈ వస్తువులను నీటి శరీరంపై నిర్దిష్ట ప్రదేశాలకు తరలించడానికి మాకు ఒక మార్గాన్ని ఇస్తుంది” అని అసిస్ట్ ప్రొఫెసర్ షెన్ అన్నారు, లేత తరంగాల కోసం ఇలాంటి పరిశీలనలను ఉటంకిస్తూ.

భారీ సంభావ్య ప్రభావం

మునిగిపోయిన వస్తువులను తరలించడానికి నీటి నమూనాలను నీటి అడుగున సృష్టించవచ్చా, ఉపరితలంపై మాత్రమే కాకుండా, అతని బృందం తదుపరి పని చేయాలని యోచిస్తోంది.

శాస్త్రవేత్తలు నీటి-తరంగ పద్ధతిని మైక్రోమీటర్ స్థాయికి తగ్గించాలని భావిస్తున్నారు, ఉపరితలంపై నీటి నమూనాలను ట్వీజర్‌ల వలె కణాలు మరియు అదేవిధంగా పరిమాణ కణాలను ఖచ్చితంగా ఉపయోగించవచ్చో అధ్యయనం చేయడానికి. ఇది కణాలను తాకడానికి పరికరాలను ఉపయోగించకుండా ప్రయోగాల కోసం దగ్గరగా తీసుకురావడానికి అనుమతిస్తుంది.

పడవలను ఒక నిర్దిష్ట ప్రదేశానికి మార్గనిర్దేశం చేయగలదా లేదా నీటిపై కావలసిన మార్గంలో ఉన్నదా అని అన్వేషించడానికి కూడా ఈ సాంకేతికతను స్కేల్ చేయవచ్చు. ఈ సముద్ర తరంగాలు చాలా బలంగా ఉంటే నీటి నమూనాలను నాశనం చేసే సముద్రంలో సహజ తరంగాల నుండి పరిశోధకులు కారణమవుతుంది.

నీటి నమూనాలు సులభంగా అంతరాయం కలిగించనందున, భవిష్యత్ పరిశోధనలు కంప్యూటర్లను ఎలా నిల్వ చేస్తాయో వంటి డేటాను నిల్వ చేయడానికి వాటిని ఉపయోగించుకునే సాధ్యాసాధ్యాలను అన్వేషించగలవు. నమూనాలలో నీరు తిరిగే విధానం తేలికపాటి తరంగాలు మరియు ఎలక్ట్రాన్లు ఎలా ప్రవర్తించవచ్చో కూడా సమానంగా ఉంటుంది, ఇది తేలికపాటి తరంగాలు మరియు ఎలక్ట్రాన్లలో కనిపించే కొన్ని క్వాంటం దృగ్విషయాలను పరిశోధించడానికి నీటి తరంగాలను మరింత ప్రాప్యత చేయగల ప్రాక్సీగా అధ్యయనం చేయవచ్చని సూచిస్తుంది.

యొక్క స్వతంత్ర మరియు అనామక సమీక్షకుడు ప్రకృతి ఈ అధ్యయనం “సంభావ్య భారీ ప్రభావాన్ని… దాని ప్రాథమిక పాత్ర కారణంగా” “విస్తృత శ్రేణి క్షేత్రాలతో” ఈ పని నుండి ప్రయోజనం పొందగలదు “అని పేపర్ రాసింది.

మరొక సమీక్షకుడు ఈ కాగితం “వేర్వేరు ప్రమాణాలపై కణ కదలికను మార్చటానికి నీటి తరంగాలు లేదా ఇలాంటి ద్రవ తరంగాలను ఉపయోగించడంలో విలువైన అంతర్దృష్టులను అందించగల చాలా ఉత్తేజకరమైన ఫలితాలను అందిస్తుంది” అని అన్నారు.