Левитация без магии: как физики заставляют предметы парить в воздухе

, Открытия  •  395



Однажды физик Андрей Гейм провел опыты по левитации лягушки в магнитном поле. Коллеги идею не оценили и выдали будущему светилу науки Шнобелевскую премию. Между тем исследователи продолжают изобретать различные способы левитации, то есть парения в воздухе без опоры, и воплощать их в реальные технологии.

Сила звука

Конечно, ни в одном случае нельзя на все сто процентов утверждать, что объект левитирует сам по себе — его просто поддерживает в воздухе нечто невидимое. Например, звуковые волны, как в опытах физиков из Великобритании. Они сделали из термопласта кирпичики размером около двух миллиметров со сложенными змейкой стержнями внутри. Число витков в стержнях было разным, а именно от этого зависел фазовый сдвиг звука, проходящего через элемент. Кирпичики расположили в двух решетках таким образом, чтобы акустическая волна фокусировалась в центре и в итоге поддерживала небольшой шарик в воздухе. Частота звука была 40 килогерц, что недоступно человеческому слуху.

     © Иллюстрация РИА Новости . А.Полянина
Шарик удерживается в воздухе звуковой волной, сфокусированной метаматериалом
 

Летят или едут?

Самый известный пример левитации, реализованный на практике, — высокоскоростные поезда на сверхпроводниках. Колеса обычного транспорта касаются дорожного полотна, поэтому на высокой скорости любая неровность или резкое торможение способны повредить как само колесо, так и поверхность, с которой оно соприкасается. Ну и все мы знаем, как порой трясет и бросает из стороны в сторону в автобусе или электричке.
Левитирующие поезда — маглевы — лишены колес и движутся, не касаясь земли. Ими управляет электрическое поле, а в воздухе удерживают сильнейшие магниты. В этой технологии используются сверхпроводники — материалы, лишенные электрического сопротивления. Сверхпроводимость достигается только при определенной температуре, обычно очень низкой. Это осложняет технологию, но ученые не сдаются и ищут новые материалы, способные без сопротивления проводить ток даже при температуре, близкой к комнатной.

 

    © AP Photo / str
Магнитный левитирующий поезд (маглев) в Китае
 

Днище маглева — это магнит, индуцирующий электромагнитное поле в рельсах из сверхпроводника. Согласно закону Мейснера, при переходе в сверхпроводящее состояние магнитное поле полностью вытесняется из материала, оставаясь только на его поверхности. В итоге поля магнита и рельсов отталкивают друг друга, и поезд действительно зависает в воздухе. Несколько пассажирских маглевов курсируют в Китае и Южной Корее.

Управляемый рой

В фантастических фильмах о не слишком далеком будущем герои нередко пользуются виртуальными экранами-тачпэдами, висящими в воздухе и развертываемыми где угодно из какой-нибудь маленькой коробочки. В реальности такой технологии пока нет, но над ней работают.

© Human Media Lab
Небольшие дроны способны синхронизировать свои движения в воздухе
 

Группа физиков из Канады предложила рисовать картинки в воздухе с помощью летящих синхронно миниатюрных квадрокоптеров. Они способны отследить движения человека и подстроиться под них. По мановению руки дроны на лету выстраивают какое-нибудь изображение, например собеседника, с которым вы разговариваете по видеосвязи. Пока коптеры меньше человеческой ладони не созданы, но авторы идеи рассчитывают уменьшить их хотя бы до одного сантиметра.

Подпишитесь на нас Вконтакте, Одноклассники


Рекомендуем почитать

Новости партнеров