Në vitin 1832, fizikani i famshëm britanik, Michael Faraday, kreu një sërë eksperimentesh të dizajnuara për t'iu përgjigjur një pyetjeje tantalizuese: a mund të gjenerohet energjia elektrike nga rotacioni i Tokës përmes fushës së vet magnetike?
Mundësia intriguese lind sepse fusha magnetike e Tokës nuk rrotullohet me tokën si një objekt fizik. Përkundrazi, ajo është krijuar në secilin çast dhe mbetet në thelb i fiksuar në hapësirë. Kështu që të menduarit në atë kohë ishte se ndoshta lëvizja e Tokës përmes tij mund të gjeneronte fuqi.
Por eksperimentet e Faraday ishin një dështim i jashtëzakonshëm dhe disa vjet më vonë, fizikantët punuan pse. Anydo lëvizje e një përcjellësi përmes kësaj fushe magnetike me të vërtetë prodhon një forcë në elektrone brenda saj. Por kjo forcë rishpërndan elektronet, duke gjeneruar një fushë tjetër që anulon saktësisht efektin e asaj origjinale. Pra, nëse i gjithë qarku gjenerues i energjisë qëndron brenda fushës, asgjë nuk ndodh.
Por ka një zbrazëti në këtë arsyetim, thonë Christopher Chyba, në Universitetin Princeton në New Jersey dhe kolegët. Në vitin 2016, ata theksuan se supozon se fusha magnetike ndryshon pothuajse menjëherë në materialin përçues.
Por në disa lloje të materialeve magnetike “të buta”, ndryshimet në fushë shpërndahen më ngadalë. Dhe kur kjo të ndodhë, mund të jetë e mundur të shfrytëzohet efekti për të gjeneruar fuqi duke përdorur përcjellësit me gjeometri në formë me kujdes.
Tani Chyba dhe Co kanë treguar që një përcjellës i tillë mund të nxjerrë energji elektrike direkt nga rrotullimi i Tokës përmes fushës së vet magnetike.
Eksperimenti i tyre është relativisht i thjeshtë. Rezulton se një gjeometri që duhet të funksionojë është një guaskë cilindrike e bashkangjitur në një qark. Ata ferrite mangano-zinc, si materiali magnetik “i butë” me difuzionin e nevojshëm magnetik dhe e hartuan atë në një guaskë cilindrike, për madhësinë e një elektrik dore të madhe.
Teoria e tyre parashikon që guaska duhet të gjenerojë fuqi – disa mikrovolts dhe rrymë shoqëruese – kur është e orientuar pingul me lëvizjen e Tokës. Se kjo duhet të bjerë në zero kur guaska rrotullohet 90 gradë, kështu që është paralel me lëvizjen e Tokës. Dhe se kur guaska është rrotulluar 90 gradë të tjera, fuqia duhet të rritet përsëri, por me rrymën dhe tensionin në drejtim të kundërt.
Në eksperimentet laboratorike të kontrolluara me kujdes, kjo është pikërisht ajo që e bindi ekipi i studiuesve. “Ky sistem i vogël demonstrimi gjeneron një tension të vazhdueshëm DC dhe rrymë të madhësisë së parashikuar (të ulët),” vuri në dukje Chyba dhe kolegët.
Në të kundërt, një cilindër i ngurtë me madhësi të ngjashme nuk tregoi tension të matshëm në asnjë orientim.
Në mënyrë kritike, ekipi kontrollonte për efekte të ndryshme konfuze, siç janë voltazhet termoelektrike të shkaktuara nga gradientet e temperaturës dhe ndërhyrja e jashtme elektromagnetike. Ata kryen eksperimentin në laboratorin e tyre, ku kushtet mund të kontrollohen me kujdes dhe në një vend të afërt banimi, ku kushtet kontrolloheshin më pak. Në të dy grupet e testeve, rezultati ishte i njëjtë – vendosja prodhoi një sasi të vogël të fuqisë së nxjerrë nga rotacioni i Tokës përmes fushës së vet.
Kjo është punë interesante me implikime të rëndësishme. Megjithëse prodhimi i energjisë është i vogël, shkallëzimi i kësaj teknologjie mund të çojë në metoda të specializuara të gjenerimit të energjisë për instalimet e ndjeshme në distancë.
“Edhe nëse vetëm tensione shumë më poshtë ato për fuqi banimi do të ishin të arritshme duke përdorur efektin tonë, pajisje të tilla mund të kenë ende aplikime praktike si” bateri “që nuk do të kërkonin karburant dhe nuk mund të vishnin në kuptimin e zakonshëm,” thonë Chyba dhe kolegët.
Një mundësi intriguese për të rritur voltazhet është të miniaturizoni predhat cilindrike dhe të bëni grupe të tyre të lidhura në seri. Dhe në skenarë me shpejtësi më të madhe relative në fushën magnetike – siç është satelitët që rrotullojnë tokën – gjenerimi i rëndësishëm i energjisë mund të jetë i arritshëm.
Shkallëzimi i energjisë
Chyba dhe kolegët tregojnë se gjenerimi i fuqisë në këtë mënyrë do të ngadalësonte në mënyrë të pashmangshme shkallën e rrotullimit të Tokës, por që efekti do të ishte i vogël. “Edhe në një skenar ekstrem ku civilizimi ynë disi do të merrte të gjithë energjinë e tij elektrike nga efekti i përshkruar këtu, rotacioni i Tokës do të ngadalësohej me <1 milisekond në dekadë," thonë ata.
Për krahasim, gjatësia e ditës së Tokës luhatet natyrshëm me disa milisekonda në dekadë. “Toka gjithashtu po shkatërron për shkak të shkëmbimit të momentit këndor me Hënën, duke zgjatur ditën e Tokës aktualisht me 2.5 milisekonda për shekull,” thonë ata.
Por së pari, grupet e tjera do të duhet të konfirmojnë efektin diku tjetër. “Hapi tjetër do të ishte që një grup i pavarur të riprodhojë (ose të kundërshtojë) rezultatet tona,” thonë Chyba dhe bashkë.
Nëse ata janë të suksesshëm, nuk është e vështirë të imagjinohet komercializimi i kësaj teknologjie në të ardhmen jo shumë të largët.
Ref: Demonstrimi eksperimental i gjenerimit të energjisë elektrike nga rrotullimi i Tokës përmes fushës së vet magnetike: www.arxiv.org/abs/2503.15790
