Техно

Как научить людей летать

Доктор физических наук Университета Сан-Паулу Марко Андраде о принципах акустической левитации

Фото: Shutterstock

До недавнего времени левитацию ученые относили к категории научной фантастики. Однако современные технологии заставили их пересмотреть свое отношение к этому явлению. Самая свежая разработка принадлежит ученым бразильского Университета Сан-Паулу, представившим усовершенствованное устройство акустической левитации. К слову, уже признанное лучшим в мире. О том, как работает новый прибор и каково практическое приложение акустической левитации, "ДС" рассказал возглавивший проект доктор физических наук Марко Андраде.

"ДС" Чем акустическая левитация отличается от давно признанной учеными магнитной?

М.А. Она способна, преодолевая силу притяжения Земли, поднимать предметы любой формы, а главное, изготовленные из любого материала, в том числе не обладающего магнитными свойствами. Выглядит это фантастически, но все основано на законах физики. Излучатель генерирует уль­тразвуковые волны, которые возвращаются обратно, столкнувшись с параболическим отражателем. Двигаясь назад, отраженные волны сталкиваются с волнами, движущимися навстречу, образуя так называемую стоячую волну. Между этими областями стоячей волны возникают зоны с повышенным давлением воздуха, которое и создает силы, способные удерживать предметы в воздухе.

"ДС" Сегодня некоторые исследователи не исключают, что акустическая левитация использовалась еще древними строителями...

М.А. Это, конечно, не доказано, но древние арабские источники утверждают, что под валуны подкладывали некую конструкцию издающего громкий звук материала, по которой затем ударяли металлическим жезлом. При этом камень отрывался от земли, парил над дорогой и через 50 метров опускался на землю, после чего строители повторяли процесс до тех пор, пока валун не оказывался в нужном месте. В это сложно поверить, но что-то подобное зафиксировал в начале 30-х годов шведский авиаинженер Хенри Кьельсон: пребывая в Тибете, он видел, как монахи возводили храм на скале высотой 400 метров и перемещали камни с помощью звука пения монахов, боя барабанов и звучания больших металлических труб. Проанализировав это чудо, Кьельсон нашел ему вполне логичное объяснение: камень находился в центре окружности, образуемой оркестром и монахами, которые посылали звуковые колебания на яму - отражатель этих колебаний, они-то и поднимали валун. Так что, как видите, многие мистические явления имеют рациональное объяснение.

"ДС" Похожий принцип действия и у вашего устройства?

М.А. Несмотря на то что методика акустической левитации начала развиваться несколько лет назад, добиться стабильного удержания предметов в воздухе пока никому не удавалось: сложно генерировать стоячую волну достаточной мощности. Чтобы решить эту задачу, мы использовали принцип формирования стоячих волн, основанный на многократном отражении. Я и мои коллеги изготовили специальный вогнутый отражатель, с помощью которого удалось достигнуть левитации небольших пластиковых шариков без точной настройки системы. Даже если держать отражатель волн в руке, эффект левитации не пропадает - в этом и состоит уникальность разработки. Кроме того, благодаря нашей технологии предметы не только поднимаются в воздух, но и перемещаются в пространстве. 

"ДС" Как технология может применяться на практике?

М.А. Хотя опытный образец акустического левитатора способен перемещать лишь небольшие шарики пенопласта, технологию уже сейчас можно использовать, например, при создании разных видов высокоточного оборудования. Многие химические и биологические процессы могут нарушиться, если произойдет контакт с поверхностью. Наилучшее решение в этом случае - акустическая левитация. Мы уже работаем над усовершенствованием технологии, чтобы создать левитаторы нового поколения, способные удерживать в воздухе и перемещать более массивные предметы, к которым человеку лучше не прикасаться даже в защитной экипировке. Это, например, образцы опасных материалов, химически чувствительные вещества, такие как фармацевтические препараты и т. п. Сейчас это делают роботы, но левитационные методики будут гораздо эффективнее и экономнее. В перспективе технологию можно будет также использовать для производства высокотехнологичных игрушек.

Принципы акустической левитации использует и NASA, например, для того, чтобы удалить всепроникающие частицы лунной и марсианской пыли, которые могут навредить здоровью космонавтов и быстро выводят из строя приборы. Сейчас инженеры NASA работают над возможностью использования технологий левитации для производства летательных аппаратов новейшего поколения

"ДС" Акустическую левитацию использовало NASA и в космических технологиях?

М.А. Да, была создана акустическая система для удаления всепроникающих частиц пыли. Например, марсианская и лунная пыль мешает работе аппаратов на поверхности планет. В условиях разреженной атмосферы или ее полного отсутствия форма пылинок не сглаживается и они сохраняют острые края. А электризация этих частиц солнечным ветром позволяет им удерживаться практически на любой поверхности. В итоге техника может быстро выходить из строя, не говоря уже о том, что пыль, проникая внутрь скафандров, угрожает здоровью людей. Для того чтобы удалить пыль, использовалась стоячая звуковая волна определенной частоты. С ее помощью удалось преодолеть действие сил Ван-дер-Ваальса и оторвать от поверхности экспериментальной установки практически все пылинки. Сейчас инженеры NASA работают над возможностью использования технологий левитации для производства летательных аппаратов новейшего поколения.

"ДС" А как же насчет возможности левитации для людей, например, в состоянии гипноза?

М.А. Лично я этих экспериментов не проводил, поэтому не могу подтвердить такие факты. Некоторые исследователи полагают, что левитация - результат появления биогравитационного поля, которое создается особой психической энергией, излучаемой мозгом человека. Другие считают, что в нашем организме есть некие подъемные силы, которые начинают действовать при определенном психофизическом состоянии, например глубокой медитации, трансе. Однако обосновать, а тем более доказать такие теории пока никому не удалось. А профессор Гарварда Эрик Бергольц вообще заявил, что современная человеческая раса - потомки инопланетян, и именно от них люди унаследовали возможность преодолевать гравитацию. Летать, по его мнению, могут все люди, необходимо лишь разбудить в себе генную память, и тогда левитация станет обыденным явлением.