Новый эксперимент доказал возможность получения электричества из вращения Земли и её магнитного поля с помощью уникального магнитного материала. Получено всего 17 микровольт, что вызвало сомнения у коллег. Несмотря на скромность результатов, их необходимо изучить более подробно.
С момента первых экспериментов британского физика и химика Майкла Фарадея в 1832 году изучается возможность использования вращения Земли и ее магнитного поля для выработки электричества.
Фарадея интересовала электромагнитная индукция — основополагающий принцип, который сегодня вдохновляет попытки получения электричества за счёт вращения Земли. Устройство теоретически должно работать подобно электростанции, производя электричество путём перемещения проводящего материала через магнитное поле для перевода электронов в движение.
Поскольку Земля вращается и часть ее магнитного поля остаётся неподвижной, проводящий материал, находящийся на её поверхности, может пройти через определённые участки этого поля. Это не приведёт к образованию электричества. Вследствие однородности магнитного поля Земли электроны, испытывающие силу отталкивания при движении устройства, реорганизуются, создавая противоположную электрическую силу, которая в итоге устраняет эффект генерации электричества.
Эксперименты Фарадея по созданию электроэнергии вращением Земли не дали результатов. Учёные из Принстонского университета считают возможным производство электричества при помощи системы с уникальными топологическими и материальными характеристиками. Новые научные данные, опубликованные в журнале, … Команда учёных провёл эксперимент, давший несколько микровольт электричества.
«Эта концепция кажется непонятной, и вокруг нее ведутся дискуссии с тех пор, как жил Фарадей. — поясняет Пол Томас, почётный физик из Университета Висконсин-О-Клер, в журнале Nature. Вместе с тем, по его мнению, эксперименты, проведённые группой авторов нового исследования, кажутся весьма серьёзными. Я нахожу их очень убедительными и замечательными», — говорит он.
Часть напряжения, генерируемого нейроном
На заседании Американского физического общества в Анахайме группа авторов представила исследование, основанное на расчётах, демонстрирующих возможность генерации электричества с помощью вращения Земли при помощи определённых материалов. Приняв форму полого цилиндра, исследователи направят магнитное поле Земли таким образом, что создадут магнитную тягу, которая превысит электростатическую силу внутри устройства и позволит производить электричество.
Чтобы проверить предположение, учёные создали пустотелый цилиндр из гибкого магнита. Магнит сделан из смеси марганца, цинка и железа. Чтобы вырабатывать электричество « Для работы требуется нежный магнитный материал с топологией, отвечающей математическим требованиям. Состав и размерность материала должны способствовать магнитному диффузионию, то есть малому числу Рейнольдса для магнитного поля. — Объясняют авторы своей работы. Электроды располагались под углом 57°, то есть перпендикулярно вращательному движению Земли и её магнитному полю.
Контролируя термоэлектрические и другие потенциалы помехи, устройство генерировало низкое напряжение в 17 микровольт. Полученное напряжение зависело от положения устройства относительно магнитного поля Земли и уменьшалось до нуля при замене проводника сплошным цилиндром вместо польного.
Несмотря на то, что результаты интригуют, основания для скептицизма присутствуют. Замечаемые напряжения слишком малые, и множество альтернативных факторов может быть причиной наблюдаемых явлений. «Эффект был получен только с помощью очень точного управления и привел лишь к крошечному напряжению, эквивалентному доле напряжения, генерируемого нейроном. Поэтому трудно утверждать, что за генерируемое электричество ответственны другие воздействия окружающей среды», — говорит Ринке Вейнгаарден, физик на пенсии, работавший в Свободном университете Амстердама.
Для подтверждения, что создаваемое напряжение — результат вращения Земли, нужно провести дополнительные исследования. Вейнгарден считает, что группа должна проверить, может ли устройство генерировать одинаковое напряжение на разных широтах. По его мнению, это необходимо для обоснованности гипотезы исследователей.
В случае воспроизведения результатов другими группами, последующим этапом будет модернизация устройства для получения значительного количества энергии. Наши уравнения иллюстрируют возможный путь развития, однако не доказывают его реализуемости. — Объясняет Кристофер Ф. Чиба из Принстонского университета, руководитель исследования.
Результаты могут быть убедительными, и тогда приспособление можно будет применять широко, производя чистую энергию с меньшими расходами. Важно помнить, что из-за использования кинетической энергии Земли масштабное внедрение может со временем немного замедлить ее вращение.
Если бы данный объект обеспечивал весь спрос планеты в электроэнергии (около 11 000 миллиардов ватт ежегодно), то за последующий век его вращение замедлилось бы примерно на 7 миллисекунд. Тем не менее, это замедление сопоставимо с тем, которое вызывают естественные явления, например, гравитационное притяжение Луны.