Zvuk, který tvaruje hmotu: akustické vlny a jejich schopnost modelovat realitu

| 2 min

Sdílet

Zvuk obvykle vnímáme jen sluchem, ale fyzicky je to vlna – energie, která dokáže hýbat hmotou. Akustické vlny umí vytvářet geometrické tvary, vznášet předměty a dokonce ovlivňovat biologické buňky.

Zvuk, který tvaruje hmotu: akustické vlny a jejich schopnost modelovat realitu

Zdroj: Kód Enigma - Čeština

Věda o akustické manipulaci hmoty se stává jedním z nejzajímavějších směrů moderní fyziky.

Co se stane, když zvuk vidíme

Fenomén cymatika – vizualizace zvuku pomocí vibrací – poprvé popsal v 19. století švýcarský fyzik Ernst Chladni. Na kovové desky posypané pískem přikládal smyčec a sledoval, jak se zrnka uspořádávají do přesných geometrických obrazců.

Tento jev ukázal, že zvuk má strukturu. Každá frekvence vytváří jiný tvar – doslova viditelný otisk tónu.

Současné experimenty s vysokofrekvenčními ultrazvuky posouvají princip cymatiky do tří rozměrů: pomocí stojatých vln lze zvukem vznášet a přesouvat drobné objekty, například kapky vody či buňky.

Akustická levitace a mikromanipulace

Výzkumníci z University of Bristol vytvořili zařízení, které dokáže v reálném čase „chytat“ objekty do zvukových uzlů a posouvat je v prostoru.

Zvuková vlna vytváří oblasti vyššího a nižšího tlaku, v nichž se částice stabilizují. Při vhodné frekvenci lze předměty nejen vznášet, ale i otáčet a přesně polohovat.

Tento princip má široké využití:

v lékařství pro bezkontaktní manipulaci s buňkami,
v materiálovém inženýrství pro tvorbu mikroskopických struktur,
v farmacii při dávkování kapalin bez rizika kontaminace.

Zvuk se tak stává jemným, ale přesným nástrojem.

Zvukové formy a vznik struktury

Na Japonském institutu pro pokročilé vědy (RIKEN) probíhají experimenty, které ukazují, že zvukové vlny dokážou měnit tvar kapaliny i pevné látky.

Při určité frekvenci se na povrchu tekutin objevují stabilní obrazce – spirály, osmičky či buňky podobné živým tkáním.

Podle fyziků se zde projevuje rezonanční samoorganizace: systém reaguje na zvuk tím, že přeskupí vlastní hmotu do tvaru s nejnižší energetickou zátěží.

Jde o fascinující příklad, jak jednoduchý fyzikální princip může vést ke vzniku složitých vzorců – podobně, jako rytmus srdce formuje proudění krve.

Akustika živé hmoty

Biologické buňky reagují na zvuk citlivěji, než se předpokládalo. Studie z MIT Media Lab prokázaly, že ultrazvukové vibrace mohou ovlivňovat orientaci buněk během růstu, a dokonce podporovat regeneraci tkání.

Na University of Illinois pak vznikl obor zvaný sonogenetika, který zkoumá, zda lze zvukem aktivovat specifické geny – podobně jako světlem v optogenetice.

Pokud se tato teorie potvrdí, zvuk se stane novým způsobem, jak komunikovat s živou hmotou.

Filosofie rezonance

Zvuk není jen akustický jev, ale také princip uspořádání.

Ve fyzice rezonance znamená soulad mezi vnějším impulzem a vnitřní strukturou systému. V biologii i ve společnosti může být metaforou rovnováhy – když se vnější a vnitřní rytmus sladí, vzniká stabilita.

Z tohoto pohledu je zvuk jedním z nejzákladnějších principů reality: propojuje energii, hmotu i informaci.

Nový pohled na zvuk

Zvuk není jen médium pro přenos slova, ale nástroj tvorby. Akustické vlny dokážou formovat hmotu, řídit pohyb částic a možná i ovlivňovat živé organismy. Zatímco dříve byl zvuk symbolem efemérnosti, dnes se stává fyzikálním klíčem k pochopení struktury světa.

Zdroje

Marzo, A. et al. (2015). Holographic acoustic elements for manipulation of levitated objects. Nature Communications, 6, 8661.
RIKEN Institute (2023). Acoustic resonance and self-organization of liquid surfaces.
MIT Media Lab (2022). Acoustic patterning of living tissues.
University of Illinois (2021). Sonogenetics: controlling cells with sound.

Reklama

DALŠÍ ČLÁNKY z Kód Enigma

Vybrali jsme pro vás MAGAZÍNY A ZAJÍMAVOSTI

Vimperk připravuje rekonstrukci zimního stadionu. Náklady jsou desítky milionů korun

Vimperk připravuje rozsáhlou rekonstrukci zimního stadionu. Na první etapu už získal povolení. Následovat...

Budějcká Drbna|

dnes, 16:53

| 1 min

Moravcovo ignorování Okamury může narušit politickou soutěž, shodli se radní ČT

Předseda SPD Tomio Okamura se neobjevil v Otázkách Václava Moravce od roku 2017.

Zprávy - Aktuálně.cz|

dnes, 16:44

Mekies promluvil o fantastickém výkonu Verstappena v Brazílii

Max Verstappen odjel na Velké ceně Brazílie historický závod, když se po startu z boxové uličky dokázal...

SvětFormule.cz|

dnes, 16:41

| 2 min

Osm lidí v ohrožení při požáru domu v Přerově. Hasiči je dostali ven ve vyváděcích maskách

Osm lidí museli zachránit hasiči z bytového domu v Přerově, kde dnes odpoledne hořel odpad. Celý objekt byl...

Hanácká Drbna|

dnes, 16:38

| 1 min

Kdo je manželka Jindřicha Rajchla: Jana vystudovala 2 vysoké školy a podle fotek to vypadá, že se o sebe stará

Manželku Jindřicha Rajchla veřejnost příliš nezná, přesto sehrála velkou roli v politickém úspěchu svého...

In-lifestyle.cz|

dnes, 16:33

| 2 min

Reklama

V Boleslavi zažil Rivalda, dnes vozí vzorky. Ve čtyři už jsem za volantem, líčí Holub

Když se Petra Čecha ptali, čí zakončení se nejhůře čte, řekl jméno Radim Holub. Šikovný útočník slaví...

Sport - Aktuálně.cz|

dnes, 16:31

Mrkněte na zahradu, budete věštci, uvidíte počasí na Vánoce

Celý listopad naši předkové používali k předpovězení počasí na zimu. My jsme se omezili už hodně na Vánoce...

NESPECHEJ.cz|

dnes, 16:30

| 1 min

Zveřejňuji bleskový recept mojí babičky na brynzové halušky. Je nejlepší na světě, takové neumí ani na Slovensku

Asi každý z nás má v rodině nějaký zaručený recept, který považuje […]

Umíme poradit|

dnes, 16:29

| 6 min

Nejkrásnější české herečky nad 60 let. Těmto sexbombám byste tipli o dvacet let méně. Jak to dělají?

Věk je možná jen číslo, ale energie a styl jsou jasná volba. Zatímco šedesátka byla dříve vnímána jako...

VIP show|

dnes, 16:25

| 4 min

Babiččina hřibačka s tmavou jíškou: Polévka plná vzpomínek a lásky

Hříbková polévka je mňamka. Vyzkoušejte babiččinu hřibačku, která má kreativní název, ale chuť naprosto...

Cooky.cz|

dnes, 16:04

| 3 min

Reklama

Žloutenka v Česku: Jižní Morava patří k nejzasaženějším regionům, dopravní podnik denně dezinfikuje vozidla

Kvůli zvýšenému počtu lidí nakažených žloutenkou na jižní Moravě začal brněnský dopravní podnik s...

Náš REGION|

dnes, 16:00

| 1 min

Muž z Brna ztratil nervy na poště, nešel mu vyzvednout balík. Rozbil terminál

Dlouhé fronty a nekonečné čekání na poště zná si každý z nás. Poštovní terminál, který má předávání zásilek...

Brněnská Drbna|

dnes, 16:00

| 1 min

Nová romantická komedie z českých hor: Svěží mix romantiky, komedie a dobrodružství v drsném horském prostředí

Romantická komedie z českých hor přináší nový pohled na setkání městské ženy s drsnou přírodou a možná i s...

KINOTIP2.cz|

dnes, 16:00

| 3 min

Nejproduktivnější znamení zvěrokruhu. Co jim na výkon nejvíce pomáhá?

Každý občas máme dny nebo období, kdy nám diář přímo přetéká důležitými úkoly a povinnostmi. Někteří by od...

FAJNTIP.cz|

dnes, 16:00

| 2 min

Nad Tatrou se blýská a na prsou září. Slováci ukázali nové dresy pro Milán

Slovenská hokejová reprezentace představila nové dresy s motivem Vysokých Tater. Poprvé je obleče na...

Sport - Aktuálně.cz|

dnes, 15:57

Reklama

Padesátiletá jedle pro Olomouc: vánoční strom čeká k orloji dlouhá cesta

Dominantou olomouckého Horního náměstí se pro adventní období stane jedle z obce Líšná na Přerovsku....

Hanácká Drbna|

dnes, 15:47

| 1 min

Svatořečení Anežky České – jiskra svobody před bouří sametové revoluce

Svatořečení Anežky České 12. listopadu 1989 ve Vatikánu symbolizovalo konec totality a předzvěst sametové...

Zprávy - Aktuálně.cz|

dnes, 15:46

Na Šumavě skoro 20 stupňů a polární záře. Pak přijde zlomový víkend

Ve čtvrtek v noci mohou lidé stále na některých místech spatřit polární záři. Ve středu byla dobře vidět...

Zprávy - Aktuálně.cz|

dnes, 15:43

V centru Prahy kolabuje doprava, tramvaje a autobusy mají až půlhodinové zpoždění

Autobusy a tramvaje pražské veřejné dopravy nabírají dnes odpoledne zpoždění až třicet minut. Důvodem jsou...

Pražská Drbna|

dnes, 15:43

| 1 min

Německá policie zadržela člena teroristické organizace Hamás po příjezdu z Česka

Německá policie zadržela po příjezdu z Česka člena palestinské teroristické organizace Hamás. Čelí...

HN.cz|

dnes, 15:38

Reklama

Doporučujeme

Právě u nás vyšlo

Na dálnici z Prahy do Drážďan dopadli člena Hamásu. Vezl zbraně k plánovaným útokům

Zvuk, který tvaruje hmotu: akustické vlny a jejich schopnost modelovat realitu

Na dálnici z Prahy do Drážďan dopadli člena Hamásu. Vezl zbraně k plánovaným útokům

Odvážné, krásné a připravené na lásku: Seznamte se s dívkami z Bachelor Česko 2025

Na Žižkov vybrali netradiční vánoční výzdobu. Světýlka navrhly děti ze školky

Jen 12 schodů od bytu. V Brně vzniká projekt, kde budete mít kancelář na dosah

Proč slavíme 17. listopad: Den, kdy studenti dvakrát změnili české dějiny