قدم باحثون فكرة جديدة وجريئة لتوليد الكهرباء باستخدام المجال المغناطيسي للأرض ودورانها، في دراسة حديثة نجح فريق من العلماء في قياس 18 ميكروفولت من الكهرباء باستخدام جهاز مغناطيسي مصمم خصيصا، مما يثبت صحة نظرية كانت محل شك لسنوات.

تفاصيل الاكتشاف

قام باحثون من جامعة برينستون، مختبر الدفع النفاث التابع لمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (CIT) وشركة Spectral Sensor Solutions بنشر نتائج أبحاثهم التي استمرت لأكثر من عقد. في عام 2016، نشر الفريق ورقة بحثية نظرية حول إمكانية توليد الكهرباء من المجال المغناطيسي للأرض، لكن الفكرة واجهت تشكيكا بسبب قوانين الفيزياء التقليدية التي تشير إلى استحالة ذلك. 

التحدي العلمي

وفقا للنظريات الفيزيائية التقليدية، فإن أي جهد كهربائي يتم توليده سيتم إلغاؤه بسبب إعادة ترتيب الإلكترونات، ومع ذلك، شكك الباحثون في هذه الافتراضات وقرروا اختبارها عمليا.

تصميم الجهاز التجريبي

لاختبار نظريتهم، قام الباحثون ببناء جهاز متخصص: أسطوانة مصنوعة من فريت المنغنيز-الزنك وهي مادة مغناطيسية ضعيفة التوصيل تعمل كدرع مغناطيسي، تم تصميم الجهاز لالتقاط الطاقة من المجال المغناطيسي للأرض.

لضمان دقة النتائج، تم وضع الأسطوانة بعناية في اتجاه شمال-جنوب بزاوية 57 درجة، مما جعلها عمودية على كل من حركة دوران الأرض وخطوط قوة المجال المغناطيسي للأرض. كان هذا المحاذاة الدقيقة عاملاً رئيسيا في نجاح التجربة.

نتائج التجربة

تم توصيل الأقطاب الكهربائية بالجهاز، وبدأت التجربة في ظلام تام لتجنب أي تداخل ضوئي. النتائج كانت مذهلة: سجل الباحثون 18 ميكروفولت من الكهرباء، بعد اختبارات صارمة لاستبعاد مصادر أخرى محتملة للكهرباء، مثل الاختلافات في درجة الحرارة، تأكد الفريق أن الكهرباء تم توليدها بالفعل من دوران الأرض.

تأكيد النتائج

أكد الباحثون أن الجهد الكهربائي ظهر فقط في الإعداد التجريبي المحدد. عند تغيير زاوية الأسطوانة أو استخدام أسطوانات تحكم، لم يتم اكتشاف أي جهد كهربائي.

تصريحات الفريق البحثي

كتب الفريق في الدراسة: "نحن ندرك هذه المتطلبات باستخدام غلاف أسطواني من فريت المنغنيز-الزنك، مع التحكم في التأثيرات الحرارية الكهربائية والعوامل المحتملة الأخرى (بما في ذلك الخلفية الترددية والراديوية)، أظهرنا أن هذا النظام الصغير يولد جهدا وتيارا مستمرا منخفضا كما تم التنبؤ به."

آفاق مستقبلية

توفر هذه الأبحاث تأكيدا تجريبيا لنظرية كانت غير مثبتة سابقا وأضاف الفريق: "يمكن الآن التحقيق في طرق لزيادة هذا التأثير لتوليد جهد وتيار أعلى."

يُعتبر هذا الاكتشاف خطوة مهمة نحو فهم أفضل لإمكانات الطاقة المتجددة.د، مع استمرار الأبحاث، يمكن أن يصبح هذا الجهاز المغناطيسي أداة قوية في توليد الطاقة النظيفة من مصادر غير تقليدية، مما يفتح آفاقًا جديدة في مجال الطاقة المستدامة.