V международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся старт в науке

Что такое левитация

Левитация

Это способность человека или предмета подниматься в воздух минуя силу притяжения и не используя при этом никаких технических, химических или физических устройств, под действием силы воли или других факторов, не являющихся в традиционном представлении «обычными».

В истории не однократно упоминались случаи, когда человек парил над землей вследствие молитвенного экстаза, сильного эмоционального возбуждения или при помощи силы воли.

Еще несколько веков назад считалось, что данная способность может появиться либо у людей просветленных, либо у святых. Если же человек не относился не к тем ни к другим, то его считали одержимым злым духом.

Буддийские монахи специально обучаются искусству левитации

• Первое упоминание о левитации датировано 632 годом. В этот год умер пророк Магомет. Согласно преданию гроб с его прахом длительное время висел в воздухе, без какой либо видимой опоры.
• В Древней Индии способность воспарять считалась прерогативой просветленных, к коим относили брахманов, йогов и факиров. Всего этим даром якобы обладало около 2% населения страны.
• Среди буддистов было немало монахов, которые в момент глубокой медитации могли подниматься в воздух на несколько метров. Считалось, что в этот момент они познают истины дхарма (учение об истинном Пути).
• В Японии, Непале и Китае способность левитировать вообще считалась обыденным делом. Людей познавших данную технику уважали и относились к ним с особым почтением.

В католичестве самыми известными личностями, имевшими способность левитировать, были монахиня–кармелитка Тереза Авильская (1515-1582), которая могла отрываться от земли на метр и парить в течение сорока минут и Иосиф Копертинский (он же Джузеппе Деза (1603-1663)) взмывавший в воздух во время молитвы и проповедей. Оба канонизированы и причислены к лику святых католической церкви.

Согласно католическим церковным записям количество людей, демонстрировавших на глазах верующих феномен левитации равен почти трем сотням. А ведьм сожженных на костре за то же умение во времена инквизиции не счесть.

В Православной церкви были свои святые обладавшие даром левитации.

• Среди них можно выделить преподобного Серафима Саровского (1754-1833) который обладая не высоким ростом иногда на чуть-чуть поднимался в воздух, разговаривая с более высоким собеседником.
• Василия Блаженного (1469-1552) который согласно летописям не раз пересекал по воздуху Москву-реку.
• Архиепископа Новгорода и Пскова, Иоанна обладавшего подобным даром.
• Из последних еще не канонизированных старцев даром левитации обладал Николай Алексеевич Гурьянов (1909-2002), один из самых почитаемых деятелей русской православной церкви XX-XXI века. Многие половники были свидетелями, как отец Николай немного отрывался от земли, когда шел.

Сверхпроводимость и левитация

Основная статья:

Магнит левитирует над сверхпроводником, охлаждённым жидким азотом

В марте 1991 года научный журнал «Nature» опубликовал интересную фотографию: на снимке директор Токийской исследовательской лаборатории сверхпроводимости Дон Тапскотт стоял на блюде из сверхпроводящего керамического материала, и между ним и поверхностью пола был отчётливо виден небольшой зазор. Масса директора вместе с блюдом составляла 120 кг, что не мешало им парить над землёй. Это явление объясняется эффектом Мейснера, который не дает магнитному полю ни проникать внутрь сверхпроводящего образца, ни выходить из него, однако важную роль здесь играет также эффект пиннинга вихрей магнитного потока (вихрей Абрикосова). Причину устойчивости левитирующего магнита легко понять с помощью метода замороженных изображений.

Второй этап практики Левитация

Дорога на небо

1. Вы должны идти, чтобы практиковать данную практику. Это может быть например самая обычная прогулка по любой улице Вашего города. По возможности конечно пусть это будет более свободная улица, где не очень много ходит людей и Вас ничто не будет отвлекать.
2. Идите спокойно, уверенно и ни куда не торопясь. Отстранитесь мысленно от внешнего мира — Вы просто идёте, без цели куда-то придти. Цель — просто идти и наслаждаться этим процессом.
3. Когда идёте — представляйте, что Вы идёте в Океане Энергии. Вокруг Вас плотная масса Энергии. Почувствуйте это очень хорошо. Это похоже на то, словно Вы идёте под водой по дну реального океана.
4. После этого представляйте-чувствуйте как Энергия на всём удалении от Вас со всех сторон от Вас (одновременно и масштабно со всех сторон) движется вверх.
5. Энергия движется медленно вокруг Вас и сквозь Вас вверх, словно «цепляя» по пути каждый атом Вашего тела. Представьте воздушный шарик на который Вы дуете снизу вверх и он таким образом поднимается по струе воздуха вверх — это подобно этому.
6. Параллельно с этим представляйте, что Вы идёте по дороге, которая уходит в бесконечность вперёд и которая поднята вверх на угол примерно равный углу поднятой Вами ноги (это примерно угол 15-20 градусов от земли). Дорогу эту представляйте ровной и уходящей именно далеко в даль — далеко от планеты Земля. Представляйте эту дорогу как можно более хорошо, словно Вы действительно по ней идёте и каждый шаг, который Вы делаете — он размещается именно на этой дороге (более подробно об этом я напишу чуть ниже).
7. Итак Вы идёте по дороге, которая поднимается немного вверх (на высоту подошвы ноги) и представляете как Энергия плотным и масштабных потоком поднимается медленно вверх, проходя черех пространство атомов Ваешго тела, тем самым словно «цепляя» каждый атом тела на своём пути и поднимая всё тело вверх.
8. Появится чувство подъёма и в некоторые моменты Вы будете почти реально чувствовать, что действительно движетесь вверх, используя для этого дорогу вверх и Энергию, которая движется вверх. Концентрируйтесь на этих ощущениях и запоминайте их.
9. Ходите так около часа или более.
10. После данной ходьбы в любое время (например вечером) Вы садитесь со скрещенными ногами (например в позе лотоса или по-турецки) и проделываете всё, что я написал Вам выше, но только без элемента ходьбы. Будьте расслаблены при этом, глаза закрыты (но можно держать открытыми — если будет на это желание). Руки размещаются любым удобным образом (например на коленях). После данной медитации (которая может занимать 5-30 минут) нужно встать и продолжить медитацию стоя (ноги на ширине плеч, руки свободно свисают по бокам). Стоя медитация занимает 1-3 минуты или более по желанию.

1. Перед практикой второго этапа найдите в своём городе любую дорогу, которая поднимается немного вверх (например на 20 градусов или больше — это не принципиально). Т.е. это может быть небольшой бугор, горка и т.д. Пройдите снизу вверх по такой дороге, концентрируясь при ходьбе именно на элементе поднятия (поднятия за счёт толчка ногой) и запоминайте ощущения при данной ходьбе, которые перенесите на воображаемую наклонную плоскость, используемую в основной практике (при необходимости повторите такую ходьбу несколько раз, чтобы запомнить данные ощущения лучше).
2. Кто-то может назвать плоскость идущую вверх «Дорогой в небо», кто-то «Лестницей на небеса» и т.д. Это хорошие ассоциации и они могут помогать Вам. Их можно использовать (но это не обязательно).
3. Также нужно отметить вероятность активности Кундалини на этом этапе практики. Это не обязательно должно произойти — но я сообщая Вам это, для того, чтобы Вы знали, что это может произойти. Т.е. могут появиться ощущения тепла в позовночнике и т.д.
4. Условно этот этап можно определить как начальный уровень левитации, т.е. при хорошей практике данного этапа уже кто-то сможет пройти немного по воде (где как Вы уже знаете существует поверхностное натяжение, способствующее этому).
5. Практиковать эту часть нужно как минимум 10 дней (можно с перерывами).

Особенно хочу сказать Вам на данном этапе о том, что такое гравитация и чтобы Вы немного поразмышляли об этом. Надовите на стену рукой. Кто-то из Вас скажет, что единственная сила, которая приложена — это сила давления Вашей руки на стену. Но это совершенно не правильно. На самом деле действуют две силы — давление Вашей руки на стену и давление стены на Вашу руку. Тоже самое происходит и с гравитацией. Есть две силы: одна притягивает Вас, а другая отталкивает. Всё, что нужно сделать — это сместить акцент в пользу отталкивающей силы.

Веретенников Сергей (ОМ Шанти)Второй этап дан: 16.05.2008 г.

Диамагнитная левитация

Так называют тип пребывания в подвешенном состоянии в магнитном поле тела, содержащего воду, которая сама по себе является диамагнетиком, то есть материалом, атомы которого способны намагничиваться против направления основного электромагнитного поля.

В процессе диамагнитной левитации основную роль играют диамагнитные свойства проводников, атомы которых под действием внешнего магнитного поля слегка изменяют параметры движения электронов в их молекулах, что приводит к появлению слабого магнитного поля, противоположного по направлению основному. Эффекта этого слабого электромагнитного поля достаточно, чтобы преодолеть силу тяжести.

Чтобы продемонстрировать диамагнитную левитацию, ученые многократно проводили опыты на небольших животных.

Этот вид левитации использовался в экспериментах на живых объектах. Во время опытов во внешнем магнитном поле с индукцией около 17 Тесла было достигнуто подвешенное состояние (левитация) лягушек и мышей.

По третьему закону Ньютона, свойства диамагнетиков можно использовать и наоборот, то есть для левитации магнита в поле диамагнетика или для его стабилизации в электромагнитном поле.

Диамагнитная левитация по своей природе идентична квантовой левитации. То есть как и при воздействии эффекта Мейснера, происходит абсолютное вытеснение из материала проводника магнитного поля. Небольшим отличием является лишь то, что для достижения диамагнитной левитации необходимо значительно более сильное электромагнитное поле, однако при этом совершенно не нужно охлаждать проводники, чтобы добиться их сверхпроводимости, как в случае с квантовой левитацией.

В домашних условиях можно даже поставить несколько опытов по диамагнитной левитации, например, при наличии двух пластин висмута (который является диамагнетиком) можно установить в подвешенное состояние магнит с невысокой индукцией, около 1 Тл. Кроме того, в электромагнитном поле с индукцией в 11 Тесла можно стабилизировать в подвешенном состоянии небольшой магнит, регулируя его положение пальцами, при этом совершенно не касаясь магнита.

Часто встречающимися диамагнетиками являются практически все инертные газы, фосфор, азот, кремний, водород, серебро, золото, медь и цинк. Даже человеческое тело является диамагнетиком в правильном электромагнитном магнитном поле.

Летательные аппараты

Теперь перейдем к взаимодействию сверхпроводника и магнитного поля. Малые поля из сверхпроводника вообще выталкиваются, а более сильные проникают в него не сплошным потоком, а в виде отдельных «струй». Кроме того, если мы двигаем магнит возле сверхпроводника, то в последнем наводятся токи, и их поле стремится вернуть магнит назад. Все это делает возможной сверхпроводящую или, как ее еще называют, квантовую левитацию: магнит или сверхпроводник могут висеть в воздухе, стабильно удерживаемые магнитным полем. Чтобы убедиться в этом, достаточно маленького редкоземельного магнитика и кусочка сверхпроводящей ленты. Если же иметь хотя бы метр ленты и неодимовые магниты покрупнее (мы использовали диск 40 x 5 мм и цилиндр 25 x 25 мм), то можно сделать эту левитацию весьма зрелищной, подняв в воздух дополнительный груз.

В первую очередь нужно нарезать ленту на кусочки и скрепить их в пакет достаточной площади и толщины. Скреплять можно и суперклеем, но это не слишком надежно, так что лучше спаять их обычным маломощным паяльником с обычным оловянно-свинцовым припоем. По результатам наших опытов можно рекомендовать два варианта пакетов. Первый — квадрат со стороной в три ширины ленты (36 x 36 мм) из восьми слоев, где в каждом следующем слое ленты укладываются перпендикулярно лентам предыдущего слоя. Второй — восьмилучевая «снежинка» из 24 отрезков ленты длиной 40 мм, уложенных друг на друга так, что каждый следующий отрезок повернут на 45 градусов относительно предыдущего и пересекает его в середине. Первый вариант немного проще в изготовлении, намного компактнее и прочнее, зато второй обеспечивает лучшую стабилизацию магнита и экономичный расход азота за счет его впитывания в широкие щели между листами.

Сверхпроводник может висеть не только над магнитом, но и под ним, да и вообще в любом положении относительно магнита. Равно как и магнит совсем не обязан висеть именно над сверхпроводником.

Кстати, о стабилизации стоит сказать отдельно. Если заморозить сверхпроводник, а потом просто поднести к нему магнит, то висеть магнит не будет — упадет в стороне от сверхпроводника. Чтобы стабилизировать магнит, нам нужно заставить поле проникнуть внутрь сверхпроводника. Сделать это можно двумя способами: «вмораживанием» и «вдавливанием». В первом случае мы размещаем магнит над теплым сверхпроводником на специальной опоре, затем наливаем жидкий азот и убираем опору. Такой метод отлично работает с «квадратом», он же подойдет и для монокристаллической керамики, если вы ее найдете. Со «снежинкой» метод тоже работает, хоть и чуть хуже. Второй метод предполагает, что вы будете силой приближать магнит к уже охлажденному сверхпроводнику, пока тот не захватит поле. С монокристаллом керамики такой метод почти не работает: слишком большие усилия нужны. А вот с нашей «снежинкой» работает великолепно, позволяя стабильно подвесить магнит в разных положениях (с «квадратом» тоже, но положение магнита невозможно сделать произвольным).

Чтобы увидеть квантовую левитацию, достаточно даже небольшого отрезка сверхпроводящей ленты. Правда, удерживать в воздухе получится лишь маленький магнитик и на небольшой высоте.

Устойчивость

Статическая

Статическая устойчивость значит, что любое смещение из состояния равновесия заставляет равнодействующую силу выталкивать объект обратно в состояние равновесия.

Теорема Ирншоу окончательно доказала, что невозможно левитировать объект, используя только статичные макроскопические магнитные поля. Силы, действующие на любой парамагнетик в любой комбинации с гравитационными, электростатическими, и магнитостатическими сделают положение объекта в лучшем случае неустойчивым относительно одной оси и это может дать неустойчивое равновесие относительно всех осей. Тем не менее, существует несколько возможностей сделать левитацию реальной, на примере использования электронной стабилизации или диамагнетиков (так как Магнитная проницаемость меньше) может быть показано, что диамагнитные материалы устойчивы относительно как минимум одной оси и могут быть устойчивы относительно всех осей. Проводники имеют относительную проницаемость к переменным магнитным полям последнего, так что некоторые конфигурации, использующие магниты, работающие на переменном токе, устойчивы сами по себе.

Динамическая

Динамическая устойчивость проявляется в случаях, когда левитирующая система способна подавить любое возможное виброобразное движение.

Магнитные поля являются консервативными силами и поэтому в принципе не могут иметь встроенный способ подавления. Фактически, многие схемы левитации имеют недостаточное подавление. Таким образом, вибрации могут существовать и вывести объект за пределы зоны равновесия.

Подавление движения осуществляется несколькими способами:

• внешнее механическое подавление, например лобовое сопротивление
• использование вихревых токов (влияние на проводник полем)
• инерционный демпфер в левитируемом объекте
• электромагниты, управляемые посредством электроники

Начало

Появление этой статьи автор связывает с двумя знаковыми событиями.

Наконец-то после долгих лет забвения в России планируется организовать современное производство интегральных схем. Вести об этом событии разнеслись по всему миру. Так в Интернете на сайте «Русская Корея» появилось объявление следующего содержания (рис. 1).

Уточню, что обитателями этого сайта являются в основном российские специалисты, работающие ныне в различных подразделениях компании Samsung, которая является лидером корейской электроники, да и не только корейской. К сожалению, форма и содержание этого объявления вызвали здесь немало улыбок.

Гораздо солиднее выглядят другие, более свежие, новостные сообщения . Госдума в первом чтении приняла законопроект о создании Российской корпорации нанотехнологий (ГК «Роснанотех»). Впечатляет и планируемый объем финансирования исследований по нанотехнологиям — 180 миллиардов рублей.

«Википедия» утверждает, что левитация (levitation) — это способность человека при определенном магическом развитии событий преодолевать гравитацию . Способность человека к левитации пока не признана наукой, хотя есть неподтвержденные сведения о наличии таких способностей у йогов. А вот в применении к неодушевленным предметам этот термин используется вполне обоснованно, и в подтверждениях этот факт не нуждается. Различные методы технической левитации используются уже давно и, как следует из статьи , по мере развития техники они становятся все более и более актуальными. Почему? Преимуществ не счесть. В каждой конкретной области технического применения левитации они свои

В микроэлектронике следует акцентировать внимание лишь на некоторых

Микроминиатюризация, а в последние годы даже наноминиатюризация — магистральное направление развития микроэлектроники. Как следствие, новые технологии требуют все большей и большей чистоты всего — оборудования, материалов, воздуха, воды и т. д

Чрезвычайно важно уменьшить количество посторонних частиц, контактирующих с поверхностью изделий микроэлектроники на всех стадиях их изготовления. Использование технической левитации — идеальное решение этой задачи

Технологические процессы, используемые ныне при изготовлении классических микросборок, базируются на механических контактах, следствием чего может быть их разрушение. Бесконтактные методы исключают высокое локальное давление, имеющее место при механическом контакте. Поэтому появляется возможность манипулировать проблемными компонентами (ломкими, чувствительными, «свеженарисованными», микронных размеров).

И не только микронных! В последние годы размер полупроводниковых пластин (wafer), используемых в полупроводниковом производстве, наоборот, существенно увеличился (до диаметра 300 мм и толщины 0,7 мм). Новое оборудование изготавливается с учетом того, что эти размеры станут еще больше. Увеличение размеров, а, следовательно, и массы хрупких пластин, увеличило вероятность их излома при использовании традиционных контактных транспортных систем (роликовые и ленточные конвейеры, «руки» роботов-манипуляторов).

Резюмируя, можно сказать, что взоры технологов устремлены в сторону бесконтактных устройств. Основные принципы, на которых базируется ныне техническая левитация, показаны на рис. 2.

Подъёмная сила

Преодоление земного притяжения заставляет левитирующий объект зависать в воздухе. В случае МЛ сила, заставляющая это сделать, – магнитное поле, действующее на него. Кроме того, существует способность магнетиков и систем, собранных с их использованием, воздействовать друг на друга. Сила, с которой они либо притягиваются, либо отталкиваются, зависит от магнитной поверхности и создаваемого ими МП.

Исходя из этого, можно, применив формулу, рассчитать магнитное давление P mag

P mag = B2/2µ0,

где:

• B – магнитная индукция, Тл;
• µ0 – магнитопроницаемость в вакууме, µ0 = 4π×10−7 Н·А−2.

Искомая сила на 1 м2 поверхности (Pmag) измеряется в Паскалях.

Левитирующий магнит – результат действия подъёмной силы МП

Электрическая левитация

Электрические методы (рис. 2б) в отличие от магнитных могут быть использованы для манипулирования изделиями из различных материалов: проводников, полупроводников и диэлектриков. Разграничения существуют только между электростатической и электродинамической левитацией.

Как правило, сочетание двух слов — «микросхема» и «электростатика» — вызывает у технологов неприятные ассоциации, поскольку с последней им приходится постоянно бороться. И не только им. Электрические разряды способны, во-первых, вывести их строя микросхемы, а во-вторых, вызывают неприятные болевые ощущения у человека. Несмотря на это, осуществляются попытки (успешные попытки!) использовать электростатический метод левитации в производстве изделий микроэлектроники.

При этом статическое электрическое поле может быть использовано для притяжения и ориентации микрокомпонентов. Для гарантии стабильности сил притяжения необходимо использовать систему контроля с обратной связью. Кроме того, стабильность электростатической левитации наблюдается только при низких температурах. При высоких температурах статические заряды непрерывно дегенерируют (стекают). Метод применим для левитации относительно больших объектов.

Электростатическая левитация довольно успешно развивается на исследовательском уровне. Преимущество этого метода заключается в близком к нулевому контактном давлении (near-zero contact pressure). Поэтому эксклюзивной областью его применения является транспортировка очень тонких пластин, например тонких стеклянных панелей. С не меньшим успехом электростатическая левитация может быть использована, точнее уже используется, для транспортировки более толстых пластин — кремниевых — в полупроводниковом производстве . На рис. 5 показана реальная система транспорта кремниевых пластин с использованием метода электростатической левитации.

Электродинамическую левитацию иначе называют пикобалансированием: используется комбинация постоянного и переменного (осциллирующего) электрических полей. При корректном применении осциллирующая компонента оказывает стабилизирующее воздействие по отношению к манипулируемым объектам. Этот способ может быть применим по отношению к объектам с малым зарядом. Его недостаток — малая стабильность и размерные ограничения по отношению к манипулируемым объектам.

Левитация во сне

Сон приснился в эту ночь на 16 апреля. Нахожусь в состоянии полета. Лечу достаточно низко, вижу крыши домов. Надо мной прослойка белых облаков — цельное одеяло без просветов. Страх преследования гонит меня вперед. В моих ногах сила — отталкиваюсь и развиваю всё большую скорость… Оказываюсь у себя дома на кухне. Уже ночь. Свет не горит. Я в воздухе, чуть-чуть не достаю до потолка. Смотрю на холодильник. Охватывает тот же страх погони. Отталкиваюсь ногами (длинная красная юбка с глубоким разрезом спереди их не закрывает) и пролетаю сквозь окно кухни и застекленный балкон. Теперь я снаружи. Останавливаюсь («зависаю в воздухе»), страх проходит, преследования нет. Опускаю голову, вижу на земле выбитое оконное стекло. Понимаю, что оно выпало из соседней комнаты — в том месте, через которое я проходила, всё на своих местах. По краям несколько осколков, но основная часть цела. Стекло прозрачное, на него попадает отблеск луны. Просыпаюсь в состоянии тревоги. Заранее благодарю.