Ses dalgalarının yüzeyler üzerindeki etkisi, yani ses ile titreşen yüzeylerdeki örüntüler, 18. yy’da fizikçi Ernst Chladni tarafından ortaya koyulmuştu. Chladni, yüzeyin belli bir frekanstaki ses ile titreştiğinde belli noktalarının hiç kıpırdamazken, belli noktaların daha hareketli olduğunu gözlemlemişti. Davul, tef gibi vurmalı müzik aletlerinde de bu gözlem yapılabilir.
Aşağıdaki çizimde Chladni tabakayı keman ailesinde kullanılan arşe ile titreştiriyor. Tabaka üzerinde düğüm noktalarında tabaka üzerindeki tuz zerreciklerinin hareketsiz oldukları görülüyor. Düğüm noktaları dalgalanan tabakadaki hareketsiz noktalar. Tuz zerrecikleri tabakaya rastgele yayılmışken, titreşim başlayınca, ferakansa göre değişen dalgaların düğüm noktalarına doğru hareket ediyorlar, ve orada hareketsiz kalıyorlar.
Akustik yani sesin fiziğinin babası olarak kabul edilen Chladni’den beri, bu düğüm noktaları dışındaki noktalardaki harekete dair pek bir fikirleri yoktu. Aalto Üniversitesi araştırmacıları, düğüm noktaları dışındaki noktalardaki yüzey hareketine dair istatistiksel bir model geliştirdiler. Böylelikle titreşen yüzeydeki herhangi bir noktanın hareketini kontrol edebiliyorlar. Araştırmacılar, sadece tek bir ses kaynağı kullanarak 6 farklı nesneyi iki boyutlu tabaka üzerinde istedikleri rotayı takip ettirebiliyorlar.
Araştırmadaki düzenek aşağıdaki gibi:
İnce bir silikon tabaka üzerine yerleştirilen nesneleri, bilgisayara bağlı bir kamera takip ediyor. Tabakaya verilen sesler, Batı müziğindeki ayarlamaya denk gelen notalara denk geliyorlar (Do, Do#, vb.). Kamera (III) tabaka (I) üzerindeki nesnelerin pozisyonunu takip ederken, bilgisayar bir sonraki pozisyonları için gerekli notayı vererek (V), tabakayı titreştirip (II) nesnelerin istenen rotayı takibinı sağlıyor, noktalar istenilen nihai hedeflere varana dek.
Aşağıdaki videoda, yapılan çalışmanın gösterimi seyredilebilir. Melodiler dikkatli bir şekilde seçerek birden fazla nesne istenilen şekilde hareket ettirilebiliyor.
İlgili makale: Quan Zhou vd., 2016, Nature Communications, “Controlling the motion of multiple objects on a Chladni plate”, doi:10.1038/ncomms12764
Video kaynağı: http://phys.org/news/2016-09-breakthrough-small-acoustics.html