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:
Физики предсказали левитацию наномагнитов
Физики из Австрии и Германии теоретически исследовали магнитную левитацию наночастиц в статическом магнитном поле. Оказалось, что в слабых полях устойчивость частиц обеспечивается эффектом Эйнштейна-де Гааза, а в сильных — ларморовской прецессией. Статья опубликована в Physical Review Letters.В отсутствие внешних сил, ..
2017-11-19 2642 0 Технология
0
Израиль будет региональной энергетической сверхдержавой
Министр национальных инфраструктур Израиля: мы станем энергетической региональной сверхдержавой. До конца текущего десятилетия Израиль преодолеет нехватку воды, и, напротив, станет возвращать огромные объемы живительной влаги в природные резервуары. Такой прогноз высказал министр национальных ..
2013-08-16 1215 0 Технология
0
Физики запутали рекордное количество атомов
Физикам из Стэнфордского университета удалось создать самую большую квантовую систему, состоящую из запутанных атомов. Все частицы в ней, число которых достигает полмиллиона, могут мгновенно взаимодействовать друг с другом, каким бы большим не было расстояние между ними. Статья ..
2017-04-19 7494 0 Технология
0
Израиль гордится достижениями в сфере биотехнологий
В сфере производства биотехнологий Израиль находится на очень почетном месте. Доля израильских изобретений и инноваций, послуживших основой для дальнейших разработок в этой отрасли, составляет 20,5% от общемировой. В денежном исчислении это составляет 24,6 миллиарда долларов из 120 миллиардов долларов. Об этом ..
2013-06-8 1314 0 Технология
0
Квантовую запутанность посчитали источником голографического пространства
Математические физики из Калифорнии и Японии предложили новый взгляд на описание квантовой запутанности. Согласно работе ученых, квантовая запутанность «создает» дополнительные измерения для гравитационной теории. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters, а кратко ..
2015-05-30 1120 0 Технология
0
Израиль решил проблему воды
В Стокгольме открылась Всемирная неделя воды, где участники различных мероприятий обсудят роль водных ресурсов в проблеме устойчивого развития и водные проблемы. Вода – основа всей жизни общества, но, практически, у всех стран мира имеются проблемы в этой сфере.На ..
2015-08-25 4368 0 Технология
1
Квантовую механику приспособили для защиты кредитных карт
Группа нидерландских ученых воспользовалась принципами квантовой механики для создания практически неуязвимого для злоумышленников метода аутентификации ключа на кредитных картах. «Квантово-безопасная идентификация» позволяет опознать настоящего владельца объекта, даже если ключевая информация (о структуре карты, например) ..
2014-12-16 6398 0 Технология
1
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 1059 0 Технология
0
Ученые Китая создали квантовую память
Ученые из Научно-технического университета Китая сообщили о создании прототипа устройства, который использует отдельные фотоны для хранения квантовых данных, сообщает Technology Review. Группе ученых под руководством Дун-Шэн Дина удалось сохранить фотон в определенном квантовом состоянии в течение ..
2013-05-17 1290 0 Технология
0
От нефти - к сланцам, солнечным лучам и биоресурсам
Понадобилось 3 года, чтобы в калифорнийской пустыне возвести электростанцию Айванпа (Ivanpah) – крупнейшую в мире солнечную электрическую генерирующую систему, или (проще) солнечную электростанцию.Ее принцип прост: 173500 гелеостатов (зеркал с компьютерным управлением) с помощью следящей системы двигаются ..
2014-07-04 1346 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 2226 0 Технология
1
Обаме продемонстрируют чудеса израильского хай-тека
Специально в честь визита американского президента в Израиль будет подготовлена специальная выставка, демонстрирующая последние технологические новинки и достижения израильских компаний. Экспозиция получила название "Israeli technology - for a better world".Премьер-министр Биньямин Нетаниягу лично продемонстрирует своему гостю ..
2013-03-14 1198 0 Технология
0
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 1580 0 Технология
0
Google позволила заглянуть в свою "квантовую лабораторию"
Google в мае объявила об открытии футуристической лаборатории Quantum Artificial Intelligence Lab (QAIL), которая должна была заняться изучением искусственного интеллекта с применением достижений квантовой физики. В проекте задействован квантовый компьютер, купленный у канадской компании D-Wave. Система, которая выполняет ..
2013-10-12 1198 0 Технология
0
Новая технология поможет заживлению поврежденных нервов
Если нерв в периферической нервной системе повредился или порвался, то его восстановление может занять длительное время, и то лишь в том случае, если это возможно. В зависимости от расположения полученной травмы, он может оставить пораженную часть тела пациента онемелой и парализованной в течение многих ..
2013-05-16 1060 0 Технология
0