Relazione tra la forza di cattura di un levitatore acustico e la dimensione del campione lievitato.
di Emma Ghelfi, Deledda International School, Genova
https://www.youtube.com/watch?v=CynUBBbyjQU
Vince il riconoscimento ‘Cielo stellato Silvio Lutteri’ e vince l’accredito a LIYSF, Forum internazionale giovanile della scienza, Londra (Regno Unito), 29 luglio-12 agosto 2020
https://www.liysf.org.uk/liysf
Fondata nel 1959, LIYSF mira a fornire una visione più approfondita della scienza e delle sue applicazioni a beneficio di tutta l’umanità e sviluppare una maggiore comprensione tra i giovani di tutte le Nazioni. LIYSF 2020 avrà il tema di fondo: ‘Scienza Per Il Cambiamento’. Verranno considerate tutte le discipline scientifiche, da utilizzare insieme per fornire soluzioni efficaci per sfide come il cambiamento climatico, l’energia sostenibile, i virus, l’invecchiamento e la sovrappopolazione nella gestione dei dati, la sicurezza informatica e l’autenticità delle informazioni. La scienza può essere utilizzata per mobilitare il cambiamento e affrontare i futuri sviluppi con l’intelligenza artificiale, la nanotecnologia, l’ingegneria, la robotica, la biologia, la medicina, la chimica, la fisica, la matematica e l’astrofisica. Il modo in cui la scienza viene comunicata è ancora più importante oggi, non solo per i governi e i responsabili politici, ma per tutti. LIYSF 2020 fornirà anche agli studenti nuove conoscenze e abilità, connessioni e la più ampia prospettiva.
Sintesi del progetto. Si tratta di un esperimento in fisica per capire il funzionamento della levitazione acustica. Un processo che sfrutta le onde stazionarie per potere levitare piccoli oggetti leggeri ai loro nodi, regioni di bassa pressione. Dopo avere costruito il levitatore acustico seguendo un progetto del professore Asier Marzo dell’Università di Bristol, Emma Ghelfi conduce una serie di esperimenti per meglio capire il suo funzionamento e poi vedere la relazione tra le dimensioni degli oggetti levitati e il minimo voltaggio che alimenta il levitatore necessario per sostenerle in aria. Abbiamo chiesto una breve sintesi dello studio.
Il mio progetto è un esperimento in fisica per capire il funzionamento della levitazione acustica. Un processo che sfrutta le onde stazionarie per potere levitare piccoli oggetti leggeri ai loro nodi, regioni di bassa pressione. Ho prima costruito un levitatore acustico, seguendo un progetto del professore Asier Marzo dell’Università di Bristol, ed ho imparando ad usare e programmare su Arduino, fare saldature, stampare un oggetto in 3D etc. Una volta finita la realizzazione dello strumento ho condotto una serie di esperimenti per meglio capire il suo funzionamento. Ho deciso di concentrare le mie ricerche sulla relazione tra le dimensioni degli oggetti levitati e il minimo voltaggio che alimenta il levitatore necessario per sostenerli in aria. Ho deciso di vedere la relazione tra queste due variabili perché non era ancora stato fatto da altre persone e per potere vedere chiaramente il potenziale di questo oggetto in termini di dimensioni del campione levitato. Ho concluso che la relazione tra le dimensioni degli oggetti levitati e il voltaggio minimo per alimentare il levitatore è di tipo lineare: questo significa che aumentando le dimensioni degli oggetti levitati, il voltaggio minimo per sostenerli cresce. La mia ricerca include inoltre un approfondito controllo delle variabili e analisi dei possibili errori (sistematici o casuali). La levitazione acustica ha innumerevoli applicazioni, sono state proprio queste che hanno scatenato il mio interesse quando ho deciso di intraprendere questo progetto.  Tali applicazioni includono, in via esemplificativa e non esaustiva: la separazione cellulare, la ricerca di nuovi farmaci, analisi del sangue, studio della dinamica dei fluidi, della microgravità e della spettroscopia. È quindi un esempio saliente di come le nuove tecnologie, in questo caso la levitazione acustica, possano essere d’aiuto nella ricerca scientifica in una molteplicità di ambiti, sostituendo strumentazioni molto meno sostenibili.
Emma Ghelfi