Еще не совсем: Джерри Льюис левитирует в «посещении маленькой планеты», 1960
Физика, кажется, всегда хочет выйти и поиграть. Как раз в тот момент, когда эта самая техническая из наук начинает становиться невероятно загадочной, она становится глупой, как это было в прошлом году с объявлением о том, что физики из Калифорнийского университета в Беркли разработали крошечную рабочую модель плаща-невидимки. На этой неделе магазин физической магии объявил о еще одном чуде: левитации. Действительно.
Способность левитировать объекты-не совсем новая вещь в физике. Понизьте температуру некоторых металлов и керамики достаточно далеко (-459°F-хорошее число, чтобы стрелять), и они переносят электромагнитные заряды гораздо эффективнее и гораздо дольше, чем в противном случае. Когда металлы намагничиваются, они становятся настолько мощными, что их способность отталкивать друг друга может фактически позволить им поднимать тяжелые предметы с земли. Это элегантный принцип, лежащий в основе некоторых видов поездов с магнитной левитацией (maglev). (См. 50 лучших изобретений 2008 года.)
Но маглев занимает массу оборудования и тонну энергии и бесполезен для небольших, простых видов техники. Новый прорыв, достигнутый совместной группой исследователей из Национального института здоровья (NIH) и Гарвардского университета и опубликованный в статье в журнале Nature, предлагает альтернативу.
Все во Вселенной-металлы, газы, собаки, пончики состоит из материалов с положительными и отрицательными зарядами. Противоположные заряды притягивают друг друга, одинаковые-отталкивают. Что мешает нам придерживаться чего-либо с противоположным зарядом, так это то, что все эти силы должны быть правильно выровнены, прежде чем вы сможете увидеть их в действии. «Материалы находятся в движении, но иногда танец зарядов позволяет им падать в ногу», — говорит физик NIH Адриан Парсегян, один из авторов статьи. — Когда это происходит, вы получаете силы притяжения.
Что делает вещи еще сложнее, так это то, что не все притяжения равны. Некоторые материалы притягиваются друг к другу гораздо сильнее, чем другие, особенно в нанометровом (миллиардная часть метра) масштабе. И это различие можно использовать. В эксперименте Nature исследовательская группа начала с того, что поместила микроскопически маленький золотой шар на стеклянную поверхность. Золото и стекло прекрасно уживаются друг с другом и при нужных обстоятельствах будут притягивать. Но гораздо больше им обоим нравится жидкость под названием бромбензол. Когда исследователи ввели немного бромбензола в два других материала, они оба начали вытягивать его так много, что золото начало подниматься над стеклом. По сути, он левитировал на тонкой бромбензольной пленке.
О’Кей, это не Гудини. Микроскопическое Па-де-де не видно даже невооруженным глазом. И все же это явление не такое уж редкое, как может показаться. Каждый раз, когда вы катаетесь на коньках, вы испытываете нечто подобное, поскольку общие свойства лезвия конька против льда создают тонкую пленку воды очень определенной толщины, на которой вы, в некотором роде, левитируете. Что делает работу Гарварда и NIH такой многообещающей, так это ее наноразмерность.
Все чаще наноинженеры разрабатывают медицинские приборы, батареи, электрические выключатели и многое другое, состоящее из микроскопических деталей, которые плавают друг над другом на тонких пленках других материалов. Это повышает эффективность, снижает трение и позволяет изготавливать оборудование с более тонкими допусками и меньшими размерами. Сконструируйте их достаточно маленькими, и вы сможете поместить их в микроскопически крошечные места, куда машины никогда раньше не могли попасть. «Когда вы понимаете силы, которыми вы управляете, — говорит Парсегян, — вы можете эффективно проектировать в нанометровом масштабе».
Во всяком случае, это важная вещь, хотя, как и прошлогодний плащ невидимка, он не предвещает магических применений в повседневном мире-и не будет в течение долгого, долгого времени. «Если вы ищете бесплатное путешествие для своего тела на квантовой левитации, вы не получите его с этим», — говорит Парсегян. Даже в самых причудливых своих проявлениях физика, кажется, может играть лишь до тех пор, пока не вернется к серьезной работе.
http://content.time.com/time/health/article/0,8599,1870161,00.html
Загрузка...
