Ožil pokus starý 200 rokov
S menom Michael Faraday sme sa všetci určite už niekedy stretli. Jedná sa o anglického fyzika, ktorý bol priekopníkom v oblasti elektromagnetizmu a vo veciach spätými s elektrinou. Už v roku 1832 testoval Faraday myšlienku vyrobiť elektrický prúd pri rotácii vodiča v magnetickom poli Zeme. Jeho pokus bol však neúspešný.
Možno vám príde tento nápad ako čistá fantázia, no vedecký tím pod vedením Christophera Chybu z Princetonskej univerzity dokázal pravý opak. Vo fyzikálnej komunite dlho panoval názor, že obyčajná rotácia Zeme nestačí. Akýkoľvek elektrický potenciál vodiča sa totiž v sekunde rozplynie kvôli preskupeniu elektrónov. V preklade – nevznikne žiaden trvalý prúd.
Prekvapivý kľúč k experimentu – dutý valec
Chyba a jeho tím prišli v roku 2016 s teóriou, že za určitých špeciálnych podmienok sa dá trvalý charakter vodiča nadobudnúť. Tajomstvo je však ukryté v druhu použitého materiálu. Ideálny materiál by mal disponovať schopnosťou viesť magnetické pole vo vysokej miere (magnetická permeabilita) a takisto nízkou elektrickou vodivosťou. Tieto podmienky spĺňa mangán-zinková feritová keramika.
Okrem toho je dôležitý aj tvar či geometria vodiča. Najlepším útvarom je dutý valec, pričom by jeho os mala byť kolmá na smer zemskej rotácie a magnetické pole. Tím z Princetonskej univerzity previedol teóriu do praxe a výsledkom bol dutý valec z mangán-zinkovej feritovej keramiky, ktorý je slabo vodivý a silne magneticky priepustný. Jeho správnym natočením dostaneme jednosmerný prúd.
Experiment prebiehal nasledovne. Škrupinku z dutého valca o veľkosti porovnateľnej s väčšou baterkou položili na rotačný stôl, aby mohli ľahko meniť jej polohu. Vedci potom merali napätie na jednotlivých koncoch valca a sledovali teplotné rozdiely. Všetko prebiehalo v čiernom laboratóriu bez okien, aby sa čo najviac minimalizovalo fotoelektrické rušenie.
Čísla sú síce nízke, no potešujúce
Hlavným cieľom experimentu bolo odpozorovať päť konkrétnych predikcií, ktoré zahŕňali zmenu polarity napätia pri otoční o 180 či 90 stupňov. Vedecký tím mohol byť nanajvýš spokojný, keďže výsledky zodpovedali aj samotným predpovediam.
Pokus zopakovali aj mimo starostlivých a kontrolovaných podmienok laboratória, konkrétne v obytnej budove. Po správnom polohovaní dutého valca a následne všetkých pozorovaniach namerali vedci napätie aj prúd. Podľa očakávania boli pri plnom valci či inom materiáli výsledky nulové.
Takisto nechal tím pod vedením Chybu nič na náhodu a overili, že namerané dáta neovplyvňuje teplotný rozdiel či elektromagnetický šum. Hodnoty sú však naozaj veľmi nízke, okolo desiatok mikrovoltov a nanoampérov.
S takýmito hodnotami si mobil či iné zariadenie rozhodne nenabijete, no nič to nemení na ton, že sa jedná o značný posun správnym smerom. Vedci z Princetonskej univerzity totiž dokázali, že je možné čerpať energiu za pomoci rotácie Zeme bez nutnosti použitia pohyblivých častí. Potenciál tohto zariadenia by sa v budúcnosti mohol využiť na samoprevádzkovateľné napájacie články, ktoré nepotrebujú palivo, pohyblivé články ani žiadnu údržbu.
