Шум заставили работать

Возможно, в скором времени появятся устройства, получающие энергию из... окружающего нас шума. Обычно случайные вибрации, которые физики называют шумом, создают бесполезное случайное движение. А в новом приборе, созданном Ярославом Золотарюком из Технического университета Дании...

•	Это простое устройство работает от обычного шума

Возможно, в скором времени появятся устройства, получающие энергию из... окружающего нас шума. Обычно случайные вибрации, которые физики называют шумом, создают бесполезное случайное движение. А в новом приборе, созданном Ярославом Золотарюком из Технического университета Дании в Лингби и его коллегами, пластина испытывает большее трение, вращаясь в одном направлении, чем в другом, а следовательно вращается предсказуемым образом. Этот волчок удивительно прост - как обычный детский конструктор. Две горизонтальных прямоугольных пластины связаны несколькими пружинами. Вертикальный стержень, прикрепленный к центру нижней пластины, проходит через центр верхней, а две пружины, нанизанные на стержень, удерживают пластины на расстоянии друг от друга. Две другие пружины связывают концы пластин. Верхняя пластина вращается относительно нижней, придавая всей конструкции изгиб. Направление изгиба определяет направление вращения. Когда верхняя пластина получает ряд толчков в разных направлениях, нижняя пластина вращается только в одном, таща за собой остальные части прибора.

В действительности это одностороннее вращение вызывает не изгиб. Если заменить пружины негнущимися стержнями, то разнонаправленные толчки вызывали бы вращение в обоих направлениях. Ограничение вращения в одну сторону происходит потому, что нижняя пластина испытывает большее трение об поверхность, на которой она расположена, когда верхняя пластина прижимается вниз, чем когда она устремляется вверх. Пружины превращают эту разницу в склонность к вращению только в одну сторону.

Уже около 90 лет известно, что шум может создавать направленное движение. Хитрость заключалась в том, чтобы создать какое-либо ограничение в одном направлении. В 90-е годы физики стали изучать "Броуновские храповики". В этих моделях случайные толчки – например, те, которые получает частица пыли при столкновении с молекулами воздуха, которые обычно создают броуновское движение – вращают частицу в определенном направлении. В Броунивском храповике, ограничение возникает в результате прохождения частицей ряда пиловидных гребней, склоны которых более пологи в одном направлении, чем в другом.