Полёт мысли: как человек приближается к освоению левитации

О лягушках и поездах

В прошлом веке слово «левитация» в научном мире вызывало усмешку. Успешных экспериментов, в ходе которых удавалось бы преодолеть земное притяжение без помощи разного рода двигателей, фактически не было.

Лишь в конце 90-х годов ХХ столетия выходцу из СССР, британскому физику Андрею Гейму удалось продемонстрировать прямую диамагнитную левитацию. Это открытие стало известным благодаря яркому опыту с живой лягушкой, которую Гейм заставил левитировать в магнитном поле. Правда, академиков эксперименты Гейма не впечатлили: будущий Нобелевский лауреат (2010 г.) за своё открытие удостоился лишь Шнобелевской премии (вручается за сомнительные научные открытия. — RT) в 2000 году. Однако уже через несколько лет магнитная левитация получила широкое применение.

• © Wikimedia

«Шанхайские высокоскоростные поезда — маглевы, которые появились ещё в середине 2000-х, лишены колёс и парят над рельсами, не касаясь земли, под действием мощного электромагнитного поля», — рассказал в беседе с RT доктор физико-математических наук Юрий Балега.

В основу маглевов, скользящих по воздуху в нескольких сантиметрах над рельсами, положен принцип взаимодействия магнитных полюсов. На днище каждого из вагонов находятся мощные электромагниты. Такие же размещены и на рельсах.

«Пока маглевы, передвигающиеся на магнитных подушках, — самый известный пример левитирующих объектов, воплощённых в жизнь. Они могут перемещаться со скоростью выше 500 км/ч. Такие «парящие поезда» есть в Японии, Китае и Южной Корее. В России тоже собираются строить «магнитолевитационные» трассы между Петербургом и Москвой, но когда это будет реализовано, пока неизвестно», — говорит Балега. 

Сила звука

Несколько лет назад о значительном прогрессе в области научной левитации сообщили учёные из Бристоля. Чтобы удерживать в воздухе физическое тело, они использовали силу звука — так называемые акустические тяговые лучи. С их помощью создаётся силовое поле, которое удерживает предмет в воздухе. Регулируя интенсивность силового поля, объектом можно управлять: звуковые колебания действуют как «акустический пинцет». До сих пор подобным образом удавалось перемещать лишь крошечные предметы, размеры которых не превышали длину волны луча.

Также по теме

Пространственный прорыв: что узнали учёные о четвёртом измерении

Международная группа физиков провела два эксперимента, в ходе которых исследователям удалось зарегистрировать поведение частиц,...

Попытки поднимать более крупные объекты заканчивались неудачей: предметы двигались хаотично, постоянно ускоряясь под действием вращающегося звукового поля.

Но в новом эксперименте физики Бристольского университета стабилизировали тяговой луч, использовав расположенные по кругу акустические воронки. Учёным удалось изменить направление скручивания вихрей и взять под контроль скорость их вращения. После этого расстояние между воронками увеличили. Именно это позволило удержать в воздухе более крупный объект.  

При работе с ультразвуковыми волнами в 40 кГц, которые могут воспринимать только летучие мыши, исследователи смогли поднять в воздух двухсантиметровые шары из полистирола — самые большие предметы, которые когда-либо удавалось поднять акустическим тяговым лучом.

«У акустических тяговых лучей огромный потенциал. Меня особенно интересует идея бесконтактных производственных линий, на которых можно будет собирать хрупкие объекты, не касаясь их. Эту технологию можно будет применить, например, в медицине: направить капсулу с лекарством в нужное место организма для точечного воздействия», —  считает руководитель исследовательской группы, профессор Бристольского университета Брюс Дринкуотер.

Как отмечает Балега, важность эксперимента заключается в том, что у учёных впервые получилось управлять движением относительно крупных объектов.

«Пока это шарики диаметром два сантиметра. Результаты определённо могут пригодиться в производстве электроники. Левитация поможет перемещать маленькие части полупроводников в воздухе, избегая твёрдых конструкций, которые, управляя этими элементами, могут их случайно повредить», — заключил собеседник RT.