.:: Neviditelný čert ::.

Levitace II

rubrika: Pel-mel

V první části bylo předloženo několik historických záznamů týkajících se levitování jak předmětů, tak i lidí. Za předpokladu, že alespoň některé z nich nejsou podvrhem či výsledkem nějaké halucinace (mezi pozorovateli se nacházeli i vědci), nezbývá než si položit otázku, jestli by si s tímto fenoménem nemohla poradit věda. Dva fyzikální mechanismy, jež nějakým způsobem s levitací souvisí, známy jsou. Ten první je založen na magnetickém poli, druhý na kvantově mechanickém Casimirově efektu.

Lucifer

Je zajímavé, že i klub Sisyfos, který levitaci z vědeckého hlediska zcela popírá, se seznámil s faktem, že levitací stolu se zabýval kupříkladu i francouzský fyzik a chemik Pierre Curie (objevitel piezoelektrického jevu a prvků polonia a rádia, nositel Nobelovy ceny za výzkum přirozené radioaktivity), jakož i jeho manželka Marie Curie-Sklodowská, jež byla Nobelovou cenou vyznamenaná dvakrát. Pierre Curie při svých pokusech spolupracoval s médiem, které bylo spoutané, a přesto pohnulo stolem. Podobné výsledky prý měl i profesor mechaniky William Jackson Grawford z Queen's University Belfast, který v letech 1914-1917 v Irsku experimentoval se šestnáctiletou Kathleen Goligherovou, v jejíž přítomnosti docházelo (kromě jiných zajímavých fyzikálních jevů) na mnoha sezeních ke spontánní levitaci stolu.

Ke Grawfordovi a jeho experimentům se záhy přidal William Fletcher Barret, profesor fyziky na Royal College of Science v Dublinu, o němž již byla řeč v první části. Dle Barretova vlastního dochovaného sdělení pak v jednom z případů, kdy se stůl sám od sebe vznesl do výše zhruba18 centimetrů, se Barret pokoušel stůl zatlačit zpět na podlahu. I když tlačil na stůl ze všech sil, nepodařilo se mu jej na podlahu vrátit, a to dokonce ani poté, co se na stůl posadil a snažil se jej rozhoupat. Stůl nakonec klesl náhle sám. Dle Barretových slov se mu pak následně nepodařilo stůl vůbec zvednout, což vyvolávalo pocit, jako by tento kus nábytku byl "přišroubovaný" k podlaze. Z tohoto případu je zjevné, že stojíme před problémem fyzikální síly, která se může projevovat jak v kladném, tak i v záporném jejím smyslu.

Jeden druh levitace, v němž hraje hlavní roli magnetické pole, souvisí se supravodivostí. Magnet umístěný nad supravodičem je nejen odpuzován, ale zároveň udržován ve stabilní poloze v určité vzdálenosti od supravodiče. Supravodiče totiž mají schopnost dokonale "vytlačovat" magnetické pole ze svého objemu (tento jev se nazývá po svém objeviteli Meissnerův efekt). Tato schopnost ze způsobena zajímavou vlastností supravodiče, který kromě toho, že za velmi nízkých teplot neklade žádný elektrický odpor procházejícímu proudu, je též extrémně diamagnetický: magnetické pole permanentního magnetu v povrchových vrstvách supravodiče vybudí magnetické pole srovnatelné intenzity, ale opačné polarity. Vnější magnetické pole tak do supravodiče nemůže pronikat a odpuzovaný permanentní magnet se nad supravodičem vznáší, tedy levituje. Za posledních zhruba 40 let byly vyvinuty magneticky levitované vlaky zvané Maglev (zkratka termínu magnetická levitace), které se vznášejí při rychlosti až přes 500 km/h nad kolejemi. Na vývoji těchto superexpresů se podílelo několik průmyslově vyspělých zemí, zejména Německo - systém Transrapid (na elektromagnetickém principu) a Japonsko - systém MLU (na elektrodynamickém principu).

Zajímavé je, že dodnes neexistuje spolehlivá vědecká teorie vysvětlující tento jev. Dosud známá teorie supravodivosti hovoří o tom, že vibrace krystalové mřížky způsobí vznik Cooperových párů elektronů. Teorie funguje na kapalném heliu a dalších látkách tak spolehlivě, že za ni byla udělena Nobelova cena. Zároveň však předpovídá, že k těmto jevům nemůže docházet při teplotách větších než 23 kelvinů, na což by kapalný dusík, který se v těchto systémech používá, nestačil. Za vyšších teplot musí Cooperovy páry vznikat jiným způsobem, dosud přesně neobjasněným.

V nedávné minulosti byl popsán nový způsob magnetické levitace, jenž využívá permanentní magnety a oproti dosavadním typům je podstatně jednodušší, lacinější a bezpečnější. Americký fyzik Richard Freeman Post navrhl magneticky levitovaný dopravní systém s Halbachovou soustavou magnetů, který byl roku 2000 patentován v USA jako Inductrack. Fyzik Klaus Halbach, jenž získal doktorát z fyziky na univerzitě ve švýcarské Basileji a do Spojených států odešel v roce 1957, navrhl roku 1985 pro uvažovanou konstrukci urychlovače částic uspořádání permanentních magnetů, kterým se dalo získat překvapivě silné magnetické pole. Pro toto uspořádání permanentních magnetů se u nás dnes používá označení Halbachova soustava magnetů, v angličtině je užíván termín Halbach Array. Halbach uspořádal magnety na bázi vzácných zemin ve tvaru malých kvádrů do specifické konfigurace, na jejímž horním okraji je magnetické pole celkem slabé, kdežto při dolním okraji dosahuje poměrně vysokých hodnot. Inductrack je v porovnání s dosavadními dopravními systémy využívajícími magnetickou levitaci poměrně jednoduchý a vykazuje výhodnější levitační vlastnosti. U systému Iductrack ve srovnání s německým Transrapidem odpadá náročné elektronické zařízení, které reguluje budící proud magnetů, zajišťujících stabilní polohu levitovaného vozidla. Ve srovnání s japonským MLU zde také není zapotřebí kryotechnické zařízení pro chlazení supravodivých magnetů.

Ruský vědec Oleg V. Tozoni, který po své emigraci do USA začal roku 1989 působit jako hostující profesor na Katedře elektroniky University of Maryland, přišel se zcela novou verzí Maglevu zvanou Amlev, kterou popsal roku 2001. Jde o samoregulační magnetickou levitaci, jejíž princip je založen na interakci mezi permanentními magnety na vozidle a vrstveným jádrem dráhy. Přičemž v porovnání s dosud užívaným elektromagnetickým a elektrodynamickým principem levitace má celou řadu výhod.

Magnetická levitace však evidentně není zodpovědná za levitaci stolů či lidí. Vytáhněme tedy z rukávu ještě jeden mnohem pozoruhodnější fyzikální jev.

Vědci z Univerzity v St. Andrews prohlásili, že se jim fenomén levitace podařilo objasnit. Prof. Ulf Leonhardt a Dr. Thomas Philbin prý znají princip, na jehož základě lze nechat předměty se vznášet, tedy levitovat, aniž by jim k tomu člověk poskytl jakoukoli jinou fyzickou podporu. Jedná se zde o kvantový jev, který předpověděl na konci 40. let minulého století nizozemský fyzik Hendrik Casimir, ovšem jenom pro tzv. ideální kovy (viz Fluktuace vakua a Casimirův jev). O dvě desetiletí později jeho popis na materiály skutečného světa rozšířil ruský fyzik Jevgenij M. Lifšic. Pro jev se vžilo označení Casimir-Lifšicová síla. Fyzikové Leonhardt a Philbin přišli v roce 2007 s poznatkem, že obrácením Casimir-Lifšicovy síly lze objekty od sebe odpuzovat, přičemž zvrácením Casimirova jevu dosáhli efektu levitace. Profesor Leonhardt se dokonce vyjádřil, že v budoucnu bude možné na tomto základě dosáhnout nejenom levitace větších objektů, ale dokonce i levitace člověka.

Zdroj: Karel Wágner, Poltergeist & čtvrtá dimenze