сверхпроводник
сверхпроводник
Юрий Манаков Опубликована сегодня в 13:35

Физики достигли левитации без потери энергии: мир приближается к новой эпохе технологий

Учёные Окинавского института разработали систему левитации без энергетических потерь

Учёные из Окинавского института науки и технологий (OIST) представили эксперимент, в котором удалось достичь стабильной левитации без потери энергии. Это достижение может стать важным шагом в развитии систем сверхточных измерений, квантовых технологий и транспортных решений будущего.

Как работает эффект

Левитация основана на взаимодействии магнитного поля и электропроводящих материалов. Когда проводник движется мимо магнита, внутри него возникают токи Фуко - замкнутые электрические потоки, создающие противоположное магнитное поле. Именно это поле способно удерживать объект в воздухе, компенсируя силу тяжести.

До сих пор главным препятствием для стабильной левитации была потеря энергии из-за сопротивления воздуха и неточности конструкции. Физикам из OIST удалось создать систему, где взаимодействие магнитов и металлических дисков настолько сбалансировано, что объект зависает без дополнительного энергоподпитки.

"Благодаря способности изолировать объекты от внешних воздействий, левитация используется для измерения гравитации, давления газа и импульса", — отметили авторы исследования.

Новая конструкция без потерь

В основе устройства — дисковая платформа, состоящая из сверхточно изготовленных магнитов и токопроводящих элементов. Учёные уменьшили трение и вибрации, а также добились идеального распределения магнитного поля. Это позволило объекту находиться в устойчивом положении без видимых колебаний.

Ранее подобные эксперименты требовали постоянной компенсации энергии, что мешало использовать такие системы в измерительных приборах. Теперь же левитация стала энергонейтральной.

Следующий этап — вакуум и точность

Исследователи планируют усовершенствовать систему, повысив точность изготовления дисков и магнитов, а также снизить сопротивление воздуха. Для этого будет создана вакуумная камера, где левитирующий объект сможет находиться дольше без влияния внешних факторов.

"Следующим этапом работы станут усовершенствования конструкции, направленные на повышение точности и снижение воздушного сопротивления путём создания вакуумной среды", — сообщили в институте.

Зачем нужна левитация без потерь

Технология способна найти применение в самых разных областях:

  • Фундаментальная физика. Левитирующие системы можно использовать для сверхточных измерений гравитации и микросил.

  • Квантовые технологии. Изоляция от внешних воздействий позволяет создавать более стабильные квантовые устройства.

  • Микромеханика и метрология. Левитирующие платформы могут заменить подвижные части, исключая трение.

  • Транспорт будущего. Развитие технологий магнито- и электролевитации приведёт к созданию бесконтактных систем движения, таких как поезда Maglev нового поколения.

Таблица "Сравнение": типы левитации

Тип левитации Принцип Потери энергии Применение
Магнитная Отталкивание полей постоянных магнитов Средние Транспорт, игрушки
Сверхпроводниковая Замораживание магнитного потока в сверхпроводнике Минимальные Квантовые устройства, охлаждённые системы
Электродинамическая Индукция токов Фуко Средние Поезда на магнитной подушке
Левитация OIST Индукция + компенсация потерь Практически отсутствуют Измерительные приборы, научные эксперименты

Ошибка → Последствие → Альтернатива

  1. Ошибка: считать, что левитация требует постоянной энергии.
    Последствие: недооценка потенциала технологии.
    Альтернатива: использовать индукционные системы с самоподдерживающимся магнитным полем.

  2. Ошибка: игнорировать воздушное сопротивление.
    Последствие: потеря устойчивости объекта.
    Альтернатива: проводить эксперименты в вакууме для стабильности.

А что если применить технологию в транспорте

Создание системы левитации без потерь может стать новым этапом в развитии транспорта будущего. Если удастся масштабировать эффект, можно будет проектировать поезда и дроны, двигающиеся без механического контакта и трения, а значит — почти бесшумно и с минимальными затратами энергии.

Плюсы и минусы технологии

Плюсы Минусы
Отсутствие трения и износа Сложность точного изготовления компонентов
Минимальное энергопотребление Необходимость вакуумной среды
Высокая точность измерений Ограниченное масштабирование
Потенциал для квантовых систем Высокая стоимость оборудования

Три интересных факта

  1. Токи Фуко, лежащие в основе эффекта, были открыты французским физиком Леоном Фуко в 1855 году.

  2. Первые эксперименты с магнитной левитацией проводились ещё в 1930-х годах, но добиться устойчивости без внешней подпитки удалось только сейчас.

  3. OIST входит в число ведущих научных центров Азии и сотрудничает с MIT и CERN в области физики материалов.

Исторический контекст

  1. Концепция левитации без трения впервые рассматривалась в 1960-х годах в контексте создания сверхпроводников.

  2. В 1980-х начались первые эксперименты с магнитными поездами на левитации.

  3. Современные разработки направлены на миниатюрные и лабораторные системы, способные к сверхточным измерениям.

FAQ

Что такое левитация без потерь?
Это состояние, при котором объект удерживается в воздухе без затрат энергии и без контакта с поверхностью.

Зачем создавать вакуум для левитации?
Чтобы устранить сопротивление воздуха и повысить стабильность системы.

Можно ли использовать технологию в транспорте?
Да, но потребуется масштабирование и устойчивое управление магнитным полем.

Мифы и правда

Миф: левитация возможна только с помощью сверхпроводников.
Правда: она может быть достигнута и в электропроводящих материалах за счёт токов Фуко.

Миф: левитация — это научная фантастика.
Правда: сегодня она активно используется в приборах и транспортных системах.

Миф: левитирующий объект навсегда зависает в воздухе.
Правда: стабильность сохраняется, пока система изолирована от внешних возмущений.

Подписывайтесь на Экосевер

Читайте также

Учёные UCL выяснили, что отказ от курения в зрелом возрасте снижает риск когнитивных нарушений сегодня в 14:02
Курение убивает не только лёгкие, но и память — и спасти её можно, если успеть вовремя

Учёные из UCL установили, что отказ от курения после 40 лет помогает замедлить старение мозга: память ухудшается на 20% медленнее, а речь сохраняется дольше.

Читать полностью »
Исследование: появление ядовитых желез позволило жабам выжить и распространиться по миру сегодня в 5:38
Жабы покорили планету: один орган сделал их бессмертными странницами природы

Как обычные земноводные с ядовитой кожей стали одними из самых успешных переселенцев на планете и покорили почти все континенты.

Читать полностью »
Учёные из Польши выяснили, что фиолетовые овощи и ягоды ускоряют восстановление и замедляют старение сегодня в 4:37
Продукты, которые лечат цветом: эта еда защищает от старения и восстанавливает после нагрузок

Учёные из Польши выяснили, что фиолетовые овощи и ягоды ускоряют восстановление после нагрузок и защищают клетки от старения, активируя антиоксидантную защиту организма.

Читать полностью »
Учёные рассказали, что интерес дошкольников к туалетному юмору — нормальный этап развития сегодня в 3:15
Учёные объяснили, почему дети смеются над туалетными шутками

Психологи объяснили, почему дошкольники смеются над "туалетными" шутками: это не баловство, а важный этап развития, который помогает ребёнку освоить границы и уверенность в себе.

Читать полностью »
Исследователи используют молекулярно-генетические технологии для предотвращения будущих эпидемий сегодня в 2:24
Учёные готовятся к новым эпидемиям — мир снова на пороге вспышек

Учёные по всему миру создают технологии, способные предсказывать вспышки инфекций и предотвращать новые эпидемии — от генетического мониторинга вирусов до нейросетевых систем анализа данных.

Читать полностью »
Фёдор Конюхов отметит юбилей экспедицией через Тихий океан от Чили до Австралии сегодня в 1:43
15 тысяч миль одиночества: Конюхов отпразднует юбилей в пути

Фёдор Конюхов отметит юбилей в открытом океане. В 2026 году он отправится в масштабную экологическую экспедицию по маршруту Чили — Австралия — Южная Африка, посвящённую исследованию Мирового океана.

Читать полностью »
Учёные удалили антигены группы крови из донорской почки — шаг к универсальной пересадке органов сегодня в 0:04
Учёные создали универсальную почку — теперь донор может быть каждый

Учёные разработали метод создания "универсальной почки", подходящей для пересадки любому пациенту независимо от группы крови. Технология может стать революцией в трансплантологии.

Читать полностью »
Отдых в Киргизии глазами россиянки: цены, маршруты и советы для путешественников вчера в 23:56
Незапланированная поездка обернулась открытием — как Кыргызстан покоряет путешественников

Петербурженка рассказала, как случайно открыла для себя Кыргызстан: низкие цены, удивительная природа и искреннее гостеприимство сделали страну её новым летним направлением.

Читать полностью »