Израиль продемонстрировал миру квантовую левитацию

Серия новых опытов в яркой и наглядной форме продемонстрировала зрителям удивительные квантовые эффекты. Парящие без видимой поддержки предметы - можно ли придумать что-то лучшее для того, чтобы обычный человек мог "пощупать" квантовую физику?

Ученые из университета Тель-Авива поставили несколько экспериментов, проявивших необычные способности сверхпроводников - квантовый захват и квантовую левитацию. Физики исследовали, как ведут себя сверхпроводящие тела в магнитных полях в зависимости от ряда условий. И эта изначально научная работа породила любопытный прикладной проект Quantum levitation.

Исследователи создали на основе упомянутых феноменов увлекательный набор обучающих и познавательных опытов и показали их с 15 по 18 октября 2011 года в Балтиморе на выставке-конференции американской Ассоциации научно-технических центров. Одна из целей ассоциации - знакомство в форме игры широкой публики с новейшими достижениями науки и вовлечение масс в обсуждение таких инноваций.

На первый взгляд, перед нами давным-давно виденные опыты с левитацией предметов, основанные на вытеснении магнитного поля сверхпроводником, то есть на эффекте Мейснера. Но на деле все сложнее.

Если сверхпроводник достаточно тонкий, объясняют физики, магнитное поле в основном выталкивается из него так же, как и при эффекте Мейснера, но в некоторых отдельных точках оно пронзает материал насквозь, словно "маленькими квантовыми порциями". При этом возникает удивительная цепочка эффектов.

Израильтяне создали свои летающие диски из кристаллов сапфира (брались пластинки толщиной 0,5 миллиметра), покрытого слоем сверхпроводящей керамики (оксид иттрия бария меди - YBa2Cu3O7-x) толщиной около 1 микрометра. В сверхпроводящее состояние этот материал переходит при охлаждении ниже минус 185 °C, для чего используется жидкий азот. Весь диск упаковывается в пластик.

Когда этот диск попадает в поле от постоянного магнита, некоторые силовые линии проходят сквозь сверхпроводник - в этих местах возникают потоковые трубки. Внутри каждой такой трубки сверхпроводимость локально разрушается, несмотря на низкую температуру материала.

Сверхпроводник допускает существование таких трубок в своих самых "слабых" участках, где сверхпроводимость под действием поля разрушается легче, например на границах зерен.

Однако любое движение сверхпроводника относительно силовых линий вызывает и смещение трубок. Чтобы это предотвратить, весь кусок материала остается запертым в воздухе - сдвигается вместе с источником удерживающего его поля.

В отличие от простой магнитной подвески (вспомнить хотя бы удивительный Levitron), работающей или на притяжение или на отталкивание в зависимости от полярности магнитов, квантовая левитация безразлична к взаимной ориентации силовых линий от магнита и силы тяжести: как ни крути связку магнит-сверхпроводник, они остаются неразлучными, сохраняют исходное взаимное расположение и заданный зазор.

На этом принципе физики построили ряд обучающих комплектов: наборы для демонстрации квантового захвата, демонстратор "квантового подшипника", работающий без трения, прямолинейные рельсы, вдоль которых может скользить летающий диск, и, наконец, закольцованную магнитную железную дорогу.

Последние две игрушки работают потому, что явление захвата зависит среди прочего и от соотношения размера диска и магнита. При правильном "рисунке" из магнитиков сверхпроводящий диск, который толкнули рукой, перескакивает от одного магнита к другому, не падая на пол.

Напоследок добавим, что эксперименты израильтян в лаборатории, а не на выставке в чем-то оказались даже эффектнее. Им удалось добиться от пары диск-магнит заметно большего зазора при сохранении явления захвата.

В другом эксперименте сразу два диска летали на разной высоте над одной и той же "дорогой" в противоположных направлениях, не теряя связи с магнитами и не мешая друг другу. На все это действительно стоит посмотреть поближе.

Источник: mignews.com

Похожие новости:
Обмен файлами через рукопожатие
На выставке Consumer Electronics Show компания Ericsson представила очень интересную инновационную технологию, которая позволит передавать файлы по человеческому телу. Продемонстрировал новинку Ханс Вестберг, генеральный директор концерна.Для демонстрации Вестберг взял смартфон в одну руку, ..
2012-06-19 1333 0 Технология
0
Американец изобрел батарею, которая заряжается за 26 секунд
Создание аккумуляторов, способных заряжаться за считанные минуты или даже секунды, совершенно точно произведет революцию на рынке источников питания. И пока этой проблемой заняты крупнейшие производители, американский изобретатель Шон Уэст опубликовал видеоролик, в котором продемонстрировал созданную им батарею, ..
2014-08-12 2537 0 Технология
1
5 самых безумных изобретений Николы Тесла
Никола Тесла был, безусловно, эксцентричным ученым, но многие считают, что его изобретения были более выдающимися, чем изобретения Александра Грэма Белла или Томаса Эдисона. Его электрические машины, буйное воображение и чудаковатый стиль стали символом «сумасшедшего гения». Вот некоторые из самых ..
2013-05-6 1938 0 Технология
0
Учёный на бумаге изготовил полупроводниковые компоненты
Гюль Амин из «Линчепингского университета» в своей докторской диссертации продемонстрировал процесс выращивания белых светодиодов непосредственно на бумаге, сообщает «LightNews». Белые светодиоды, образованные из проводящего полимера и оксида цинка (ZnO), могут быть получены непосредственно на бумаге. Амин получил ..
2012-07-18 1488 0 Технология
0
Слепой индиец научился делать звуковые фотографии
Слепой от рождения индиец Пранав Лал (Pranav Lal) научился делать звуковые фотоснимки с помощью программы, изначальное предназначение которой — облегчать людям с дефектами зрения ориентироваться в пространстве, передает портал New Scientist. Софт под названием vOICe конвертирует цветное изображение в черно-белое, ..
2015-08-17 3390 0 Технология
-1
Lexus официально представил видео летающего скейтборда
Lexus официально представил прототип своей летающей доски (ховерборда), сообщается в пресс-релизе компании Toyota. В рамках проекта Amazing in Motion фирма показала видео, где спортсмен-скейтбордист Росс МакГуран (Ross McGouran) демонстрирует особую технику обращения с летающей доской. Проект ..
2015-08-06 4794 0 Технология
0
Российские ученые создали повышающий скорость зарядки аккумуляторов материал
Химики из Московского государственного университета (МГУ) имени Михаила Ломоносова совместно с зарубежными коллегами создали материал, способный резко повысить скорость зарядки литий-ионных аккумуляторов. Разработка позволяет за 90 секунд зарядить до 75 процентов от первоначальной емкости батареи. Результаты исследований ..
2016-02-17 1648 0 Технология
-2
Ученые показали технологию для "плаща-невидимки"
Теперь "плащ-невидимка" существует не только в книгах Джоан Роулинг о Гарри Поттере. Сингапурский ученый Бейл Джанг продемонстрировал на конференции TED в Лос-Анжелесе устройство, способное делать предметы невидимыми. Пока что на одежду устройство похоже очень мало. Оно представляет собой небольшой прозрачный ..
2013-03-5 1610 0 Технология
0
Физики разработали графеновый транзистор
Физики из Швеции и Германии представили прототип транзистора на основе графена и соединения кремния и углерода, которому не требуются металлические электроды. По словам ученых, роль электродов играют полоски графена, соединенные с карбидом кремния, являющимся полупроводником.По словам исследователей, функции ..
2012-07-19 1899 0 Технология
0
Ученые создают беcшумный водный двигатель
Наряду с извивающимися щупальцами, осьминоги и кальмары «щеголяют» еще одной своей интересной особенностью — они плавают, не размахивая хвостом, а выталкивая струю воды. Это позволяет им двигаться очень быстро и тихо. Ученые из института «Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation» (Германия) ..
2013-07-7 2009 0 Технология
0
В «Сколково» создали новое лекарство от туберкулеза
Биотехнологическая компания «Инфектекс», являющаяся резидентом фонда «Сколково», объявила о завершении клинических испытаний инновационного препарата для лечения легочного туберкулеза с множественной лекарственной устойчивостью возбудителя, не имеющего аналогов в мире. Об этом сообщается в пресс-релизе, поступившем в «Ленту.ру».Препарат SQ109 был разработан ..
2017-03-26 4544 0 Технология
0
77 лет назад впервые испытан радар
Радиолокационная станция (РЛС) или радар (радиообнаружение и дальнометрия) - система для обнаружения воздушных, морских, наземных объектов, для определения их дальности и геометрических параметров. Использует метод, основанный на излучении радиоволн и регистрации их отражений от объектов. В 1887 году немецкий физик Генрих Герц ..
2012-02-26 1571 0 Технология
0
Для создания мебели приспособили 3D-принтер
Израильский инженер Андрей Гришко создал станок, который позволяет создавать трехмерные объекты не за счет традиционных для 3D-принтеров методов, а за счет плетения из смоченных клеем нитей. В своей бакалаврской работе он продемонстрировал пригодность своего изобретения для изготовления простых предметов ..
2013-08-10 2936 0 Технология
0
Печень можно будет выращивать из клеток кожи
В недалёком будущем людям, страдающим тяжёлыми поражениями печени, возможно, не понадобится помощь доноров. Биоматериал для поражённых участков органа медики начнут выращивать из клеток кожи самих пациентов. Основной проблемой на этом пути до сих пор была невозможность создать зрелые и активные ..
2014-02-26 1517 0 Технология
0
Ученые создали препарат от всех штаммов гриппа
Государственное объединение научных и прикладных исследований CSIRO и ученые Университета Бата Британской Колумбии, разработали новое лекарство, которое защищает от всех видов гриппа. Доктор Дженни Маккимм-БрешкинКак разработчик лекарства от гриппа Relenza сообщил, что новое средство способно прикрепляться ..
2013-02-25 1868 0 Технология
0