Смогут ли учёные показать «вингардиум левиоса»?
Разбираемся вместе с автором книги «Наука Гарри Поттера»
В этой статье мы рассказываем о книгах с рейтингом 12+.
Левитация в поттериане – один из элементарных навыков волшебника. Её можно добиться с помощью заклинания «Вингардиум левиоса» или чар «Локомотор», которые поднимают объект над землёй и перемещают его в нужном направлении. А как насчёт левитации в реальном мире? Об этом рассказывает учёный магл Марк Брейк в книге «Наука Гарри Поттера».
Смогут ли маглы сделать летающую машину, как у семейства Уизли? Получится ли у науки когда-нибудь воспроизвести «Грозный Глаз» Грюма? Как связаны Эйнштейн и «Маховик времени» Гермионы? И кого учёные считают последним великим волшебником? Научные ответы на вопросы о поттерианской магии – в этой книге.
Аэродинамическая левитация
Чтобы заставить перо застыть в воздухе, можно поддерживать его струями воздуха снизу. Чем больше и тяжелее перо, тем сильнее должен быть поток воздуха. Благодаря более мощному потоку можно «подвесить» в воздухе и шарик для пинг-понга, и пляжный мяч, и отвёртку, и яйцо, и даже человека.
Вывод: с помощью аэродинамических сил предметы поднимать можно. Но не очень практично разносить их в пух и прах сильными порывами ветра, чтобы удержать в воздухе, – слишком много шума и ущерба. Так может, следующий способ лучше?
Акустическая левитация
Акустическая левитация даёт возможность поднимать и перемещать объекты с помощью звуковых волн. Они состоят из областей переменного высокого и низкого давления, где молекулы были сдвинуты вместе (сжатие) или раздвинуты (разрежение) соответственно. Расстояние между сжатиями или разрежениями – это длина волны, а количество таких зон, проходящих через точку за секунду, – частота волны.
Звуковые волны могут оказывать заметное давление на поверхности, с которыми соприкасаются. Это называется давлением акустического излучения или силой акустического излучения. И если амплитуда (громкость) ультразвуковой волны достаточно велика, получается левитация.
Так что насчёт левитации пера, как это проделала Гермиона в «Философском камне»? Автор книги Марк Брейк задал этот вопрос учёному Азьеру Марцо, исследующему акустическую левитацию в Бристольском университете. В ответ Марцо прислал видео, в котором… да, перо успешно левитируется. Правда, на видео было перо длиной всего около 1 см, но это доказало, что акустическую левитацию можно использовать как заклинание «Вингардиум левиоса».
Диамагнитная ферровитация
Ферромагнетизм – самая известная форма магнетизма. Но есть и другие, например парамагнетизм и диамагнетизм. Парамагнитные материалы слабо притягиваются к внешнему магнитному полю, а материалы с диамагнитными свойствами от него отталкиваются.
Диамагнетизм действует не только на металлы, но на все материалы, вызывая относительно слабое отталкивание при попадании в сильное магнитное поле. Такое свойство можно использовать для левитации объектов, если они находятся в пределах сильного вертикального магнитного поля. Это показали на примере маленьких лягушек, сверчков и мышей. Теорию о летающих лягушках разработал британский профессор сэр Майкл Берри в 1990-х.
Можно ли увидеть своими глазами «Вингардиум левиоса?»
Ответ – «да». В малом масштабе вместо «Вингардиум левиоса» можно использовать акустическую левитацию.
Диамагнитная левитация расширяет возможности: она справляется с более крупными объектами, включая мелких животных, но при исключительно точных расчётах стабильных областей. Плюс, требуется огромный, мощный магнит.
Для больших объектов самый перспективный вариант – аэродинамическая левитация. Но она зависит от управления сильными потоками воздуха, что делает ее ненадёжной.
В любом случае, левитация – это реальное явление, которое активно исследуется.