“聲音也能形成龍卷風一樣的渦旋，而且，還能帶動液體和微小顆粒。”——這，是真的嗎？這不是中央電視臺某節目的開場語，而是西北工業大學理學院副教授洪振宇向記者展示的“科學奇觀”。
日前，西北工業大學理學院空間材料科學與技術實驗室與英國布里斯托爾大學機械工程系合作，在世界物理學頂級期刊《物理評論快報》（Physical Review Letters）2015年第114期，發表題為《Observation of orbital angular momentum transfer from bessel-shaped acoustic vortices to diphasic liquid-microparticle mixtures》的研究論文。該研究發現，聲渦旋可以驅動液體和微粒旋轉。
西北工業大學理學院副教授洪振宇，作為該論文的第一作者，近年來在駐波和近場聲懸浮、聲渦旋以及超聲在材料無容器處理中的應用等方面，進行了多項創新研究。
他解釋道，在許多自然現象和研究領域中都可以看到各種各樣的渦旋，比如說臺風、龍卷風、海嘯等現象，也有一些人們日常生活中的，如在小河轉彎處?？吹降臏u旋，家里澡盆出水口看到的澡盆渦，在高層樓房底部感覺到的馬蹄渦等等。
在社會科學當中，也將“渦旋”一詞移植并賦予意義，用來比喻遇到了極大的麻煩，像“陷入了某問題的渦旋之中”。在文學藝術及社會科學領域中，常將“渦旋”稱為“漩渦”或“旋渦”，現依據全國自然科學名詞審定委員會公布的《力學名詞》，應為“渦旋”。
他介紹道，該項研究利用陣列聲源在水中產生了多種形式的微型聲渦旋，觀察了水和水中的小顆粒在聲渦旋場中的旋轉運動情況。聲渦旋看上去有些像龍卷風，它驅動水圍繞中心軸作整體的低速旋轉，越靠近渦旋中心轉速越大，水中的顆粒作或快或慢的旋轉，轉速與顆粒尺寸有關。當顆粒尺寸較小時，它們在水中均勻分布并隨水一起旋轉；當顆粒尺寸較大時，它們被卷入渦旋中心并作高速旋轉。
這一發現表明，聲渦旋攜帶的軌道角動量可以轉移到液體和微小顆粒上，從而開辟了潛在的應用，可以用來制作微型聲馬達、微型離心機或小尺寸低能耗水凈化系統。（王凡華）
水和微小粒子在不同階數聲渦旋中的旋轉情況（上排為實驗結果，下排為理論結果）
