Левитация (от лат. levitas «лёгкость, легковесность») — преодоление гравитации, при котором субъект или объект пари́т в пространстве (левитирует), не касаясь поверхности твёрдой или жидкой опоры. Левитацией не считается полёт, совершаемый за счёт отталкивания от воздуха, как у насекомых, птиц или рукокрылых.
Левитацией называется также один из самых зрелищных фокусов в иллюзионизме. При желании каждый сможет научиться выполнять иллюзию левитации, изучив советы фокусников.
С развитием науки выяснилось, что источниками сил, компенсирующих силу притяжения, могут быть струи газа, лазерные лучи, магнитное поле (так называемый эффект Мейснера). Кстати, именно последним ученые склонны объяснять некоторые легендарные случаи. Например, по преданию, гроб с телом пророка Магомета висел в пространстве без всякой поддержки. Если не касаться религиозного аспекта, по мнению ученых, это является свидетельством наличия мощных магнитов, отталкиваемых сверхпроводником (возможно, сильно охлажденной керамической плитой). По крайней мере, лабораторный опыт, когда небольшой магнит левитирует над замороженной жидким азотом поверхностью, подтвердил эту версию и сейчас известен как “Гроб Магомета”.
Изучением этого увлекательного вопроса занялись учащиеся объединения по интересам «Инженерная робототехника» и решили создать устройство левитрон, наглядно демонстрирующее электромагнитную левитацию. Упрощённая схема устройства показана на рисунке.
В основании левитрона лежат неодимовые магниты, которые создают магнитное поле в виде купола, на самой вершине которого находится точка равновесия. В этой точке магниты основания как бы выталкивают левитирующий магнит вверх, компенсируя силу тяжести.
Но есть одно «но»: эта точка крайне нестабильна, и левитирующий магнит постоянно слетает с нее. Для решения этой проблемы существует следящая часть — это два датчика Холла, расположенные в центре конструкции, которые отслеживают положение парящего магнита и передают показания, в соответствии с которыми меняется интенсивность магнитного поля для удержания левитирующего объекта на месте.
Итогом сборки сложного технического устройства и программирования микроконтроллера Arduino, который обеспечивает слаженную работу всех элементов, стала действующая конструкция. Несколько месяцев напряжённой работы уместились в небольшой видеоролик, в котором вы увидите в действии изготовленный юными инженерами-робототехниками левитрон.
Явление левитации активно изучается учёными, разрабатываются методы использования левитации для человечества. Относительно новое направление — акустическая левитация, когда устойчивое положение объекта обеспечивается в стоячей акустической волне). Недавно физики из Бристольского университета создали новый тип устройства (так называемую акустическую ловушку) с использованием комбинации двух звуковых вихрей. Ранее это работало только для частиц размером в несколько миллиметров. Сейчас же исследователи смогли удержать полистироловый шарик размером 1,6 сантиметра и даже заставить его вращаться с заданной скоростью. Ученые уверены, что акустическая левитация имеет хорошие перспективы. Например, в медицине с ее помощью можно удалять камни из почек или транспортировать лекарства внутри тела. Наука стремительно развивается, и все это — уже технологии недалекого будущего. Однако о левитации человека речи даже в перспективе не идет. Как говорил Максим Горький: “Рожденный ползать — летать не может!” Хотя зачем наперед загадывать…
Ржеутский А.А., педагог дополнительного образования,
Нарубина Т.И., заведующий сектором