p Uma teoria simples, mas precisa de como o som interage com pequenas partículas foi desenvolvida por físicos teóricos da RIKEN. Esse avanço ajudará a melhorar a manipulação das micropartículas pelo som. p A luz laser é amplamente usada para mover e girar pequenas partículas. Essa habilidade é baseada no conhecimento das forças e torques que a luz gera em pequenas partículas.

p De maneira semelhante, ondas sonoras podem ser usadas para manipular pequenas partículas, mas até agora não havia uma teoria geral clara e concisa que descreva como as ondas sonoras não uniformes geram forças e torques em pequenas partículas.

p Agora, considerando analogias com a luz, Ivan Toftul, Konstantin Bliokh e Franco Nori do Laboratório Teórico de Física Quântica RIKEN e seus colegas de trabalho derivaram expressões analíticas simples para a força e o torque gerados em uma pequena partícula esférica por um campo genérico de onda sonora de uma única frequência. Essas expressões revelam a ligação direta entre a força de espalhamento e a densidade de momento do campo de onda sonora e também entre o torque e a densidade de momento angular de rotação do campo de onda.

p "Essas correspondências agora estão bem estabelecidas na óptica, mas era bastante vago na acústica e não havia expressão teórica para o torque em uma pequena partícula em um campo de onda sonora genérico, "explica Bliokh." Portanto, nossos objetivos eram preencher essas lacunas importantes na teoria para a interação entre as ondas sonoras e a matéria. "

p A análise da equipe revelou conexões inesperadas entre luz e som. "As ondas sonoras são geralmente consideradas como campos de ondas escalares simples que carecem de quaisquer propriedades vetoriais, como polarização e spin, mas nossas descobertas mostram que campos de ondas sonoras genéricas, na verdade, têm tantos graus de liberdade para micromanipulações quanto campos ópticos, "comenta Bliokh." Acho que essa analogia mostra que os campos acústicos podem oferecer muito mais possibilidades do que era tradicionalmente considerado antes. "Por exemplo, a teoria da equipe mostra que uma partícula em um campo evanescente acústico - o campo não uniforme gerado perto de superfícies - experimenta forças e torque que são muito semelhantes aos de um campo evanescente óptico.

p Assim, a análise da equipe estabelece uma correspondência de um para um entre as forças ópticas bem estudadas e os torques usados ​​para micromanipulação e suas contrapartes acústicas. "Isso permitirá a fácil transferência de conhecimentos e descobertas entre os sistemas ópticos e acústicos, ", observa Bliokh." Estamos agora revisitando a abordagem da teoria do campo fundamental para a acústica e examinando as propriedades vetoriais recentemente reveladas dos campos acústicos. "