Levitace? Ano, je to možné…

Ještě donedávna se zdálo nemožné, že by jakýkoli předmět mohl levitovat. Zcela jednoduchý přístroj, který může sestavit v podstatě každý, tuto domněnku vyvrátil. Zařízení sestává z několika přilehlých trojúhelníků sestrojených z dřevěných tyček a alobalu. Nad konstrukcí jsou nataženy tenké měděné dráty. Přístroj váží jen několik gramů a je připojen na zdroj vysokého napětí, jaký lze získat ze starého televizoru nebo vyřazeného počítačového monitoru. Jakmile se spínačem zapne elektrický okruh, předmět se vznese do vzduchu, kde levituje, a pokud by jej provázky nepoutaly k podložce, vyletěl by pravděpodobně do veliké výšky. Po vypnutí proudu se předmět snese zpátky na zem. Díky tomuto přístroji nazývanému lifter, doslova zdvihač, se realizoval ve skutečnosti jev, který se dosud pohyboval jen v oblasti science fiction. Poprvé se lifter odlepil od podložky 18. listopadu 2001 díky inženýru informatiky Jean-Louisi Naudinovi. Dnes existuje více než stovka studentů, vědců a domácích kutilů, kteří si vytvořili vlastní liftery, jak o tom svědčí množství fotografií a videozáznamů na internetu. Od jednoduchého trojúhelníku dospěli k poměrně složitým tvarům a největší modely dosahují velikosti dvou metrů. Princip funguje nezávisle na rozměrech.

CO JE TO?

V řeči techniky je lifter vlastně asymetrický kondenzátor. Dvě vodivé desky, elektrody, oddělené izolujícím prostředním – v tomto případě vzduchem – jsou spojeny s kladnými a zápornými svorkami stejnosměrného proudu vysokého napětí (asi 30 000 voltů) s malou intenzitou. Asymetrie vzniká velkými rozdíly mezi elektrodami. Velká elektroda je tvořena alobalovými stěnami, malou představují měděné dráty. Efekt levitace je nezávislý na tom, jaký mají elektrody náboj, protože vztlak působí vždy ve směru menší elektrody.

NEŠŤASTNÝ VYNÁLEZCE

Tento elektrokinetický vztlak je známý již od dvacátých let minulého století pod názvem Biefeld-Brownův efekt. Muž, který jej objevil, americký inženýr Thomas Townsend Brown (1905 – 1985), pravděpodobně v žádných naučných slovnících nefiguruje. Ačkoli spolupracoval s mnoha soukromými společnostmi a vojenskými laboratořemi, jeho objev nevedl k sebemenšímu průmyslovému využití. Po získání inženýrského diplomu pracoval Brown na malé univerzitě v Ohiu pod vedením jistého Paula Alfreda Biefelda. Na jeho počest pojmenoval výsledky svých experimentů Biefeld-Brownův efekt. Bohužel Biefeld svého kolegu přesvědčoval o tom, že jev má co do činění s gravitací, což byl chybný předpoklad. Proto také Brown svůj první přístroj nazval gravitátorem. Později hovořil s větší opatrností o elektrokinetickém zařízení. V souvislosti se svým objevem se začal zajímat o létající talíře, neboť byl přesvědčen, že se tyto záhadné dopravní prostředky pohybují právě díky efektu, který studoval. Mnohé z levitujících modelů, které Brown sestrojil, měly následkem toho nepříliš výhodný tvar talíře nebo čočky.

VELKÁ BUDOUCNOST?

Když Brown v roce 1985 zemřel, jeho objev na čas upadl v zapomnění. Znovu se o něm začalo hovořit o patnáct let později, kdy NASA zahájila program na hledání nových možností letecké a vesmírné dopravy. Tehdy se dostal ke slovu Jean-Louis Naudin se svým lifterem. Stane se jeho vynález vzdušným dopravním prostředkem budoucnosti? Někteří zastánci v něj vkládají velké naděje, protože má nemalé výhody. Na rozdíl od helikoptéry či letadla nemá pohyblivé součástky jako vrtule či motor, které podléhají opotřebení nebo se mohou rozbít. Navíc je pohonná síla rozložená po celém přístroji, takže i když se poškodí jedna jeho část, může lifter nadále zůstat ve vzduchu. Elektrické napájení představuje obrovský pokrok ve srovnání s dnešními palivy, která znečišťují prostředí a jsou vysoce hořlavá. V současné době je lifter napájen z vnějšího zdroje, ale nebude trvat dlouho a budou sestrojeny přístroje zásobované energií z baterií uložených přímo uvnitř zařízení. Velkou výhodou lifteru je skutečnost, že může podobně jako helikoptéra vzlétnout a přistávat vertikálně, takže se dostane i do těžce přístupných oblastí. První praktické využití by mohl nalézt ve vojenském průmyslu jako náhrada zařízení zvaného drone, což je dálkově řízené letadlo bez pilota. Na rozdíl od letadel se lifter pohybuje zcela neslyšně, a tak může uniknout pozornosti vojenských radarů.

RŮZNÉ TEORIE

Velkou diskusi vyvolala otázka kolem fyzikálního vysvětlení tohoto záhadného jevu. Existuje několik hypotéz. První z nich, nejrozšířenější na internetových stránkách, je očividně mylná. Podle ní jde o antigravitaci. Síla, která levitující přístroj pohání, je ale stejná bez ohledu na směr pohybu (nahoru, dolů, nebo vodorovně), což vylučuje jakoukoli souvislost s gravitací. Další teorie vysvětluje levitaci statickou elektřinou. Lifter získává díky elektrickému proudu kladný náboj na rozdíl od země, která má obecně náboj negativní. V takovém případě by například při bouřce levitovaly ve vzduchu nejrůznější předměty denní potřeby. Poněkud serióznější hypotéza hovoří o tzv. iontovém větru. Intenzivní elektrická pole podle ní vydělují z atomů okolního prostředí elektrony a tak vytvářejí kladně nabité ionty. Ty jsou přitahovány negativním nábojem, dochází u nich ke zrychlení, které díky odrazu podobnému jako při výstřelu z děla dostává přístroj do pohybu. Podle výpočtů by ale tento proces vyvolal asi tisíckrát menší sílu, než jaká byla u lifteru skutečně naměřena. Jako poslední se nabízí teorie iontové derivace. V tomto případě by působením elektrických polí vznikal nad přístrojem mrak kladných iontů vytvořených z atomů dusíku a kyslíku přítomných ve vzduchu. Tento mrak by k sobě přitahoval negativně nabitý přístroj. Proces by mohl probíhat tak dlouho, dokud by nad lifterem existovaly molekuly vzduchu, tj. až do vysokých vrstev atmosféry. U této teorie se výpočty shodují se skutečností. Jedna věc přesto zůstává záhadou. Při pokusech prováděných ve vakuu vyšlo najevo, že proces funguje i bez přítomnosti plynných částic. Působící síla je sice podstatně slabší, nicméně existuje. Zdá se tedy, že jde o jev, který při současných znalostech fyziky nelze uspokojivě vysvětlit.

LEVITACE PRO KAŽDÉHO

Existují i jednodušší způsoby, jak přimět předměty k levitaci. Řídí se známými fyzikálními zákony a některé z nich si lze bez problémů vyzkoušet i doma.

MÍČEK V PROUDU VZDUCHU

K tomuto pokusu stačí běžný vysoušeč vlasů a pingpongový míček. Zdálo by se, že síla vzduchu vycházející z vysoušeče vyvažuje hmotnost míčku, jako by byl na vrcholu vodotrysku. Když se ale vysoušeč nakloní, míček nepřestává levitovat. Vysvětlení spočívá ve faktu, že každé zrychlení proudu plynné látky, například při obtékání nějaké překážky, je provázeno snížením tlaku. Míček se tedy ocitá v zajetí tlakových depresí, které v prostředí silného vzduchového proudu sám způsobuje. Výsledná síla jej tlačí směrem vzhůru.

MAGNETICKÁ KÁČA

Jde o obdobu obyčejné dětské hračky opatřenou magnetem. Severní magnetický pól káči směřuje dolů, zatímco tentýž pól u podložky směřuje nahoru. Oba předměty se tudíž navzájem odpuzují a káča má tendenci se převrátit, aby se jižním pólem přitáhla k podložce. Roztočení vytvoří protiváhu k této magnetické přitažlivosti, a když dojde k vyvážení sil, káča se začne vznášet ve vzduchu.

LEVITUJÍCÍ ŽÁBA

Když je dostatečně silné magnetické pole, může levitovat i žába. Aby se dostala do vzduchu, bylo při pokusu zapotřebí na ploše deseti centimetrů čtverečních vytvořit pole o síle 10 teslů, což je asi dvěstěkrát silnější než magnetické pole země. Člověka by do vzduchu vyzdvihlo pole o síle nejméně 40 teslů na rozloze více než jednoho metru.

SCIENCES ET AVENIR, Paříž

Napsat komentář