Израильтяне удивили публику квантовой левитацией

Автор:
LK-4D4
Печать
дата:
24 октября 2011 09:28
Просмотров:
7043
Комментариев:
24
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?

Учёные из университета Тель-Авива (Tel Aviv University) поставили несколько экспериментов, проявивших необычные способности сверхпроводников – квантовый захват (quantum trapping) 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.

Израильтяне удивили публику квантовой левитацией


Израильтяне удивили публику квантовой левитацией

При квантовом захвате, в отличие от обычного парения магнитов над сверхпроводником (или наоборот), висящее тело можно сдвинуть, наклонить, сместить ниже или выше по желанию. И после того как экспериментатор убрал руку, предмет «запомнит» новое положение (фотографии Guy Deutscher, Boaz Almog/ Superconductivity group, Tel Aviv University).

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

Чтобы смотреть видео установите Flash Player и включите поддержку JavaScript.


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 всё сложнее.

Израильтяне удивили публику квантовой левитацией

В модификации «железная дорога» сверхпроводящий диск охотно бегает как над полотном, так и под ним. Аналогично в опыте со статичной подвеской корпус с магнитом можно как угодно наклонять и переворачивать (фотографии Guy Deutscher, Boaz Almog/ Superconductivity group, Tel Aviv University).

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 удивили публику квантовой левитацией


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 (flux tubes). Внутри каждой такой трубки сверхпроводимость локально разрушается, несмотря на низкую температуру материала.

Израильтяне удивили публику квантовой левитацией

Формирование потоковых трубок, которые запирают сверхпроводник в том положении относительно магнитов, в котором его оставили (иллюстрация Guy Deutscher, Boaz Almog/ Superconductivity group, Tel Aviv University).

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

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

Израильтяне удивили публику квантовой левитацией

Создавая свои игрушки для музеев и выставок, физики заодно поставили рекорд по подъёму левитирующего тела на основе сверхпроводимости – более четырёх сантиметров (кадр Guy Deutscher, Boaz Almog/ Superconductivity group, Tel Aviv University).

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.

Израильтяне удивили публику квантовой левитацией

Подбирая число, размер и расположение магнитов и сверхпроводников, можно получить и «монорельс», и подшипник, удерживающие парящие тела над собой, но при этом позволяющие им смещаться вдоль трассы или вращаться вокруг оси (фотографии Guy Deutscher, Boaz Almog/ Superconductivity group, Tel Aviv University).

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 чём-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 всё это действительно стоит посмотреть поближе.

Чтобы смотреть видео установите Flash Player и включите поддержку JavaScript.


Автор статьи: Леонид Попов

5 не понравился
129 понравился пост
 
Незарегистрированные посетители не могут оценивать посты
 
 
 
 

 
 
 
 

Комментарии

 
 

 
 
 
Alex42rus
Дата:
(24 октября 2011 09:52)
#1
поезд без всякого трения, вот это будет крутотень)
Томск [ссылка]
15 / 3
 
 
 
 
 
 
kuznetsov
Дата:
(24 октября 2011 09:54)
#2
Все правильно. Ребята делом заняты и не страдают ерундой
Красноярский край > Норильск [ссылка]
8 / 3
 
 
 
 
 
 
Graf
Дата:
(24 октября 2011 10:22)
#3
Так и до машин из "пятого элемента" не далеко!)
Томская область > Северск [ссылка]
10 / 2
 
 
 
 
 
 
42region
Дата:
(24 октября 2011 10:24)
#4
да, про "захват" что-то новенькое, по крайней мере еще не слышал про него. Интересненько, на лекциях при рассмотрении тонкого сверхпроводника в м.п. про него не говорилось ни слова, хотя я предполагал что при достаточно тонком образце, эффект Мейснера уже будет работать по другому, и при предельной толщине, м.п. будет пронизывать проводник.
Томск [ссылка]
6 / 6
 
 
 
 
 
 
Lokki
Дата:
(24 октября 2011 10:25)
#5
Не новое изобретение. Я про это читал в книге про научно-популярную физику, изданную в конце 60-х годов.
 
Кемеровская область > Кемерово [ссылка]
10 / 8
 
 
 
 
 
 
_Korl_
Дата:
(24 октября 2011 10:25)
#6
знаю знаю:понадобится жидки азот,магнит и кусок свинца.обливаем свинец азотом ставим на него магнит,вуаля professor
Томск [ссылка]
3 / 2
 
 
 
 
 
 
she is
Дата:
(24 октября 2011 10:27)
#7
найс
Томск [ссылка]
0 / 4
 
 
 
 
 
 
RaiskiSatana
Дата:
(24 октября 2011 10:30)
#8
Проблема в том, что если взять довольно большой предмет и попытается поднять его в воздух на основе этого эффекта - ничего не выйдет. Подъемная сила довольно таки мала.
Да и стоит проблема в охлаждении объекта до нужной температуры и ее поддержание - т.к. если температура превысит нужную - объект упадет.
 
И захлеснет волною бит
И разорвет нас жесткий басс
И станет агрессивней плоть,
Ведь миром правит Drum'N'Bass...
Ханты-Мансийский автономный округ > Пыть-ях [ссылка]
4 / 2
 
 
 
 
 
 
ufo
Дата:
(24 октября 2011 10:37)
#9
Теперь понятно почему квантовая, ато в предыдущем посте одна видюшка и нифига толком.
Хорошая статейка, всё как надо, подробно.
Спасибо!
 
Смешно, как тужатся мыслители -
то громогласно, то бесшумно -
забыв, что разум недействителен,
когда действительность безумна.

Игорь Губерман
Томск [ссылка]
2 / 1
 
 
 
 
 
 
InSmoke
Дата:
(24 октября 2011 11:25)
#10
Я твой сверхпроводник летал
 
Красная точка снайперского прицела на твоем лбу - это тоже чья то точка зрения
Томск [ссылка]
9 / 7
 
 
 
 
 
 
jekob
Дата:
(24 октября 2011 11:57)
#11
Гаджет для супер героя thumbup
Томская область > Северск [ссылка]
4 / 2
 
 
 
 
 
 
Lokki
Дата:
(24 октября 2011 12:02)
#12
Цитата: _Korl_
понадобится жидки азот
Жидкий гелий.
 
Кемеровская область > Кемерово [ссылка]
4 / 5
 
 
 
 
 
 
Traunt
Дата:
(24 октября 2011 12:37)
#13
Ну прям новинка.........
Томск [ссылка]
0 / 3
 
 
 
 
 
 
Dimon.
Дата:
(24 октября 2011 13:33)
#14
Цитата: RaiskiSatana
роблема в том, что если взять довольно большой предмет и попытается поднять его в воздух на основе этого эффекта - ничего не выйдет.

а если взять более мощный магнит? мне кажется у них всё получится :)
 
1612 год - изгнание поляков из Кремля, 1812 год - изгнание французов из Кремля, 2012... мне кажется или в России традиция - каждые 200 лет изгонять какихто п*дарасов из Кремля?
Томск [ссылка]
1 / 1
 
 
 
 
 
 
LynX
Дата:
(24 октября 2011 15:08)
#15
Есть боянистый ролик ему лет эдак 5-7 так вот там наш мужик это в задрипанной лаборатории уже проделал.
Томская область > Северск [ссылка]
1 / 2
 
 
 
 
 
 
fanlinp
Дата:
(24 октября 2011 15:21)
#16
Скоро будем заправляться не бензином, а жидким азотом))
Томск [ссылка]
1 / 2
 
 
 
 
 
 
Dimon.
Дата:
(24 октября 2011 15:49)
#17
Цитата: LynX
Есть боянистый ролик ему лет эдак 5-7

ссылку в студию
 
1612 год - изгнание поляков из Кремля, 1812 год - изгнание французов из Кремля, 2012... мне кажется или в России традиция - каждые 200 лет изгонять какихто п*дарасов из Кремля?
Томск [ссылка]
1 / 0
 
 
 
 
 
 
_Zet
Дата:
(24 октября 2011 16:15)
#18
Еврейские ученые посмотрели Ютуб и "придумали" lol
Томская область > Северск [ссылка]
3 / 0
 
 
 
 
 
 
xitov
Дата:
(24 октября 2011 17:28)
#19
кашерные летающие диски с пропеллером
Ульяновск [ссылка]
0 / 0
 
 
 
 
 
 
Xiary
Дата:
(24 октября 2011 17:55)
#20
Alex42rus,
давно уже
 
"Без страха он бросается в бой, а вот женитьба вызывает в нём леденящий ужас. Не это ли доказательство его истинной мудрости?"©
Томская область > Северск [ссылка]
3 / 0
 
 
 
 
 
 
sepp
Дата:
(24 октября 2011 19:15)
#21
Тема...
Томская область > Северск [ссылка]
0 / 0
 
 
 
 
 
 
Ultor
Дата:
(24 октября 2011 19:57)
#22
какой жидкий азот :) уже существуют соединения, входящие в сверхпроводящее состояние около нуля цельсия.
Томская область > Северск [ссылка]
0 / 0
 
 
 
 
 
 
frest
Дата:
(24 октября 2011 20:15)
#23
Удивили блин)))
В СССР в 80 каком то году еще такой эксперемент был... тема баянище!
И да, давно есть поезд на магнитной подушке, без всяких сверхпроводимостей, зато вполне рабочий...
Новосибирск [ссылка]
1 / 1
 
 
 
 
 
 
gurthos
Дата:
(25 октября 2011 12:06)
#24
Lokki,
LynX,
вот именно!) наши уже давным давно это сделали и года 3-4 назад по телеку показывали)
Томск [ссылка]
0 / 1
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 

Информация

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Оставлять свои CRAZY комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
Пожалуйста пройдите простую процедуру регистрации или авторизируйтесь под своим логином. Также вы можете войти на сайт, используя существующий профиль в социальных сетях (Вконтакте, Одноклассники, Facebook, Twitter и другие)

 
 
 
 
 
Наверх