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Sonolevitation - Sinossi
La Terra è la culla dell'umanità, tuttavia, è impossibile
trascorrere l'intera vita in una culla.
Constantin Eduardovich Tsiolkovsky
La riduzione di effetti gravitazionali evocano associazioni emancipatrici, ma tali condizioni predominanti nel nostro universo, sono di fatto un ostacolo significativo per una serie di procedure effettuate oltre l'atmosfera della Terra. In un veicolo spaziale, il solo modo di trasporto e la posizione di quasi tutti i gas incontaminati, liquidi e polveri, è un fenomeno noto come levitazione acustica. Sulla Terra, il fenomeno stesso crea l'impressione di una localizzata assenza di gravità, che permette la levitazione di bordo di fluidi e solidi.
A 15 kHz viene generata un’onda tra un trasduttore e una superficie riflettente: due onde che condividono la stessa frequenza e ampiezza di propagazione con 180° di spostamento di fase in direzioni opposte. Sulle due onde sovrapposte, la pressione acustica è annullata, con la conseguente formazione di nodi di pressione che si verificano a intervalli di mezza lunghezza d'onda - le onde non possono sorgere a meno che non dividono il loro supporto in una quantità di mezza lunghezza d'onda. Una ad alta frequenza, l’altra ad alta ampiezza di onda, che viaggiano attraverso l'aria, crea con una pressione ben focalizzata, i campi che sono forti abbastanza per intrappolare la pressione di cavità nodali.
Per l’esecuzione di Sonolevitation, scaglie d'oro sono sospese acusticamente e posizionate in direzioni diverse e a diverse velocità. Il moto rotatorio rivela le conseguenze delle vibrazioni acustiche, nonché le dinamiche di attrito e movimento (esente da forze gravitazionali). Una stretta fascia del microfono controlla le scaglie di modulazione del levitatore permanente delle onde: il minimo disturbo o il cambiamento del moto rotatorio ha ripercussioni molto udibili e consente alle scaglie di interagire anche con gli altri, modificando uno degli altri modelli del moto rotatorio.
Poiché le radiazioni ottiche esercitano analogamente la pressione sulla materia in un nodale della moda, vi sono precise analogie di frequenza, lunghezza d'onda e dimensione delle particelle può essere fatta tra un levitatore acustico ed elettromagnetico. In quanto tale, il campo di forza sonico di sartoria serve come un ideale terreno di sperimentazione per la colossale, lunga onda elettromagnetica dei levitatori che sarà una necessità critica per automatismi di ingegneria architettonica in microgravità. Acusticamente, materiali levitati possono anche essere efficacemente scolpiti dal suono-campo, con specifiche variazioni di densità che può girare libero appesa a micro-gocce di liquido altamente sensibile in risonatori ottici adatti per la cattura.
L’esplorazione dello Spazio non è solo un imperativo per ragioni scientifiche e di sopravvivenza, ma anche per fini puramente estetici. Sonolevitation è il primo di una serie di progetti in fase di preparazione per micro-gravitazione, ambiente vicino-vacuo. La capacità di creare opere d'arte su vasta scala nel vuoto (molto più grandi di quelli che potrebbero mai essere prodotti sulla Terra) permette l'attivazione del tutto imprevista di processi ottici e acustici.
Sonolevitation - Synopsis
The Earth is the cradle of humanity, however, it is impossible
to spend one’s entire life in a cradle.
Constantin Eduardovich Tsiolkovsky
The reduction of gravitational effects may evoke emancipatory associations, yet such conditions predominate in our universe, and are in fact a significant obstacle for a variety of procedures conducted beyond the Earth’s atmosphere. In a spacecraft, the only way to transport and position nearly all uncontained gases, liquids, and powders, is a phenomenon known as acoustic levitation.
Below on Earth, the selfsame phenomenon creates the impression of a localized absence of gravity, enabling the airborne levitation of fluids and solid matter.
A 15 kHz standing wave is generated between a transducer and a reflective surface: two waves sharing the same frequency and amplitude propagating with a 180° phase shift in opposite directions. Where the two waves superimpose, the acoustic pressure is cancelled out, resulting in the formation of pressureless nodes that occur at half wavelength intervals - standing waves cannot arise unless they divide their medium into an integral quantity of half wavelengths. A high frequency, high amplitude standing wave, traveling through the air, creates tightly focused pressure fields that are strong enough to trap matter in the pressureless nodal cavities.
For this rendition of Sonolevitation, slivers of gold are acoustically suspended and spun in different directions at varying speeds. The spin reveals the rotary consequences of acoustic vibrations as well as the dynamics of frictionless motion (untainted by gravitational forces). A close-range microphone monitors the slivers’ modulation of the levitatory standing wave: the slightest disturbance or change in spin has highly audible repercussions. The slivers also interact with each other, modifying one another’s spin patterns.
Because optical radiation similarly exerts pressure on matter in a nodal fashion, precise analogies of frequency, wavelength and particle size can be made between acoustic and electromagnetic levitators. As such, sonic ‘force field tailoring’ serves as an ideal testing ground for colossal, long-wave electromagnetic levitators that will be a critical necessity for automated architectural engineering in microgravity. Acoustically levitated materials can also be efficaciously sculpted by sound fields, with specific variations in density that can turn free hanging micro-droplets of liquid into highly sensitive optical resonators suitable for lasing. ‘Space’ exploration is not only imperative for scientific and survivalist reasons, but also for purely aesthetic ends. Sonolevitation is the first in a series of projects in preparation for microgravitational, near-vacuous environments. The capacity to create artworks in large-scale vacuums (much larger than the ones that could ever be produced on Earth) permits the actuation of altogether unforeseen optical and acoustic processes.
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