Майже вічний двигун: фізик отримав електричний струм від обертання Землі

Фізик Крістофер Чайба та його колеги з лабораторії Прінстонського університету створили циліндр, здатний виробляти електрику від обертання Землі та магнітного поля.

Людство навчилось отримувати енергію від Сонця, води та вітру, однак генерація електрики безпосередньо за рахунок обертання планети досі здавалась чимось неможливим. Ідея подібного експерименту зародилась у Крістофера Чайби близько 10 років тому, за результатами досліджень нагріву далеких супутників, що входять у магнітні поля планет, навколо яких обертаються.

У теорії, коли Земля обертається через власне магнітне поле, будь-який електропровідний матеріал на її поверхні має відчувати вплив сили, що рухає електрони, створюючи електричний струм. Однак зазвичай цього не відбувається, оскільки електрони швидко змінюють положення і створюють протидіюче електричне поле, яке нейтралізує будь-який електричний заряд ще до того, як його вдасться вловити.

Подібні спроби безуспішно робились провідним британським фізиком Майклом Фарадеєм ще з 1832 року. Його експерименти довели, що це неможливо. Однак Чайба разом з колегою Кевіном Хендом з лабораторії реактивного руху NASA заявляють, що експерименти Фарадея будувались на припущеннях, які могли не бути вірними для деяких конкретних обставин. Науковці заявляють, що якби пристрій був сконструйований з правильних матеріалів і мав правильну форму, обмеження можна було б обійти.

Магнітне поле Землі утворюється за рахунок перемішування розплавленого заліза в ядрі планети і не є однорідним, маючи симетричні та асиметричні компоненти. Під час обертання Землі симетрична частина вирівнюється з віссю обертання і може залишатись стабільною, створюючи потенційне джерело енергії. 

Для генерації електричного струму за рахунок цього науковці створили невеликий порожній циліндр з марганцево-цинкового фериту, що має слабку провідність і екранує магнітне поле. Це дозволяє завадити перегрупуванню електронів.

Науковці встановили циліндр під кутом 57 градусів, перпендикулярно магнітному полю Землі і її обертальному руху. На кожному кінці циліндру були прикріплені електроди, що виміряли незначну напругу постійного струму, близько 18 мікровольт. Якщо повернути пристрій на 90 градусів, напруга зникне, якщо ж його перевернути — вона зміниться. Контрольні випробування з суцільними циліндрами не дали жодної напруги. Щоб забезпечити точність результатів, пристрій було ретельно захищено від зовнішніх перешкод, таких як коливання температури та фоновий електромагнітний шум.

Між тим Чайба та його колеги визнають скептицизм з приводу отриманих результатів. Однак науковці стверджують, що з точки зору фізики, все було зроблено правильно. Хоч і крихітний, однак електричний струм дійсно генерується за рахунок магнітного поля і обертання Землі.

Згенерований струм пропорційний розмірам пристрою та відносно слабкій силі магнітного поля Землі. Для генерації більшої кількості електрики необхідний набагато більший пристрій, виготовлений з матеріалів з кращою електроповідністю. На думку науковців, майбутні версії подібних пристроїв можна буде робити невеликими та послідовно з’єднувати між собою для посилення напруги, або ж розмістити на орбіті, де магнітне поле Землі сильніше.

Інші фізики скептично поставились до експерименту Чайби та його команди. За словами спеціаліста з мікроелектроніки з Університету Гріффіта в Австралії Йонга Чжу, занадто багато факторів можуть впливати на утворення напруги у 18 мікровольт. Це можуть бути як коливання температури, так і приховані струми.

Екснауковець з Вільного університету Амстердама Рінке Вейнгаарден до цього кілька разів безуспішно намагався провести подібний експеримент. Він переконаний, що теорія Чайби та його команди хибна.

Зі свого боку Чайба зазначив, що наступним етапом буде перевірка результатів за участю незалежної дослідницької групи.

Результати були опубліковані в журналі Physical Review Research

Джерело: ZMEScience