Добавлено (26.11.11, 19:50)
---------------------------------------------
Последние доказательства науки.Российский исследователь непознанного Марк Соколов,немец Вернер Браунберг,французские физики из Гренобля— все по отдельности заставили левитировать предметы в магнитном поле высокой интенсивности.Кроме объяснения левитации магнитными и электромагнитными полями существует еще одна гипотеза,которая связывает ее проявление с существованием особых частиц.В России ее разрабатывал известный ученый,академик А.Охатрин.Исследования,проведенные в его лаборатории,подтвердили признаки существования новых сверхлегких,слабо взаимодействующих частиц.Охатрин называет их микролептонами.Эти частицы заполняют практически все среды—и землю,и воду,и воздух,и космос.Они образуют очень тонкие и слабые поля.Именно действием микролептонов можно объяснить эффект левитации.По Охатрину,сила тяжести зависит от плотности и температуры микролептонного газа в предмете.Он-то и определяет гравитацию.Если этот газ из предмета каким-либо способом удалить,то предмет теряет вес.

Добавлено (02.12.11, 17:18)
---------------------------------------------
Магнитная левитация.Если мы поднесем северный полюс постоянного магнита к северному же полюсу другого такого же магнита,магниты будут отталкиваться друг от друга.(Если мы перевернем один из магнитов и поднесем его южным полюсом к северному полюсу другого,два магнита будут притягиваться.)Этот же принцип—то,что одноименные полюса магнитов отталкиваются,—можно использовать для подъема с земли огромных тяжестей. Уже сейчас в нескольких странах идет строительство технически передовых поездов на магнитной подвеске.Такие поезда проносятся не по путям, а над ними на минимальном расстоянии;на весу их удерживают обычные магниты.Поезда как бы парят в воздухе и могут благодаря нулевому трению развивать рекордные скорости.

Добавлено (12.12.11, 20:43)
---------------------------------------------
Совсем недавно также появились компьютерные клавиатуры, основанные на принципе магнитной левитации.В отличие от традиционных клавиатур в этих изделиях клавиши в буквальном смысле парят в воздухе под действием электромагнитного поля.Но настоящая революция во внедрении магнитной левитации произошла совсем недавно с появлением на рынке портативных,экономичных и надежных изделий-левитронов.Это такие изделия,которые под воздействием электромагнитного поля могут висеть в воздухе неопределенно долго,потребляя при этом совсем немного энергии.Израильтяне удивили публику квантовой левитацией.Серия новых опытов в яркой и наглядной форме продемонстрировала зрителям удивительные квантовые эффекты.Парящие без видимой поддержки предметы—можно ли придумать что-то лучшее для того,чтобы обычный человек мог «пощупать»квантовую физику?Учёные из университета Тель-Авива(Tel Aviv University)поставили несколько экспериментов,проявивших необычные способности сверхпроводников–квантовый захват(quantum trapping)и квантовую левитацию.Физики исследовали,как ведут себя сверхпроводящие тела в магнитных полях в зависимости от ряда условий.И эта изначально научная работа породила любопытный прикладной проект Quantum levitation.Исследователи создали на основе упомянутых феноменов увлекательный набор обучающих и познавательных наборов и показали их с 15 по 18 октября 2011 года в Балтиморе на выставке-конференции американской Ассоциации научно-технических центров(Association of Science-Technology Centers).Одна из целей ассоциации–знакомство в форме игры широкой публики с новейшими достижениями науки и вовлечение масс в обсуждение таких инноваций.На первый взгляд,перед нами давным-давно виденные опыты с левитацией предметов,основанные на вытеснении магнитного поля сверхпроводником,то есть на эффекте Мейснера.Но на деле всё сложнее.Если сверхпроводник достаточно тонкий,объясняют физики,магнитное поле в основном выталкивается из него так же,как и при эффекте Мейснера,но в некоторых отдельных точках оно пронзает материал насквозь,словно«маленькими квантовыми порциями».При этом возникает удивительная цепочка эффектов.Израильтяне создали свои летающие диски из кристаллов сапфира(брались пластинки толщиной 0,5 миллиметра),покрытого слоем сверхпроводящей керамики(оксид иттрия бария меди—YBa2Cu3O7-x)толщиной около 1 микрометра.В сверхпроводящее состояние этот материал переходит при охлаждении ниже минус 185°C, для чего используется жидкий азот.Весь диск упаковывается в пластик.Когда этот диск попадает в поле от постоянного магнита,некоторые силовые линии проходят сквозь сверхпроводник–в этих местах возникают потоковые трубки(flux tubes).Внутри каждой такой трубки сверхпроводимость локально разрушается,несмотря на низкую температуру материала.

Добавлено (20.12.11, 18:49)
---------------------------------------------
МАГНИТНАЯ ЛЕВИТАЦИЯ.Было бы удивительно,если бы«поезда на магнитной подушке»обошли стороной полупроводниковое производство.Летают–в патентах,имеющих самое прямое отношение к этому производству.Правда летают не поезда,а всего-лишь унифицированная тара с кремниевыми пластинами от одной операции к другой.Магнитная левитация может быть реализована тремя способами:с использованием постоянного магнита, электромагнита или сверхпроводящего магнита.Использование электромагнитной левитации лимитируется материалами с высокой электрической проводимостью и низкотемпературными применениями.Имеется два основных типа магнитной левитации.К первому относятся электромагнитные системы,ко второму–электродинамические системы.В электромагнитных системах сила притяжения генерируется между нормальным электромагнитом и ферромагнитным проводником.Равновесное положение не стабильно.Чтобы гарантировать стабильность требуется использование системы автоматического контроля и управления.Электродинамическая левитация основана на возникновении в проводящих материалах вихревых токов. Вихревые токи могут быть индуцированы переменным магнитным полем.Часть электродинамических систем базируется на силах,возникающих при взаимодействии между магнитным полем,генерируемым сверхпроводящими магнитами,и стационарными катушками,расположенными в направляющем пути.Другие варианты электродинамических систем основаны на силах,генерируемых переменным током,который индуцирует вариации магнитного поля.В электродинамической левитации используются силы отталкивания.Как следствие,она пассивно стабильна.

Добавлено (29.12.11, 15:27)
---------------------------------------------
Кроме того известны гибридные системы.Системы левитации,использующие постоянные магниты, всегда гибридны,поскольку силы левитации генерируемые постоянным магнитом никогда полностью не стабильны во всех степенях свободы.К сожалению магнитная левитация применима только по отношению к магнитным материалам.Кремниевые пластины такими свойствами,увы,не обладают.А очень хотелось бы оперировать таким способом не только с FOUP.Как быть?Самый простой способ–использовать посредника(магнитного посредника). В патенте использован именно этот способ.

Добавлено (29.12.11, 15:30)
---------------------------------------------
Полупроводниковая пластина по периферии снабжается прокладкой из магнитного материала,выполненной в виде кольца.Электромагнит формирует постоянное магнитное поле,взаимодействующее с магнитной прокладкой.Магнитное поле может изменять свое направление,чтобы поднимать или опускать кремниевую пластину.Техническое решение,предложенное в патенте,по критерию«идеальность»стоит на ступеньку выше.Используются собственные ресурсы полупроводниковой пластины а также ресурсы технологического процесса изготовления микросхем.Предлагается в полупроводниковой пластине на свободных местах фронтальной поверхности и/или на обратной стороне в едином технологическом цикле сформировать дополнительные микросхемы,включающие индуктивные катушки.Единственное назначение этих микросхем–взаимодействие с внешним магнитным полем.Магнитного материала в кремниевой пластине нет,а магнитное поле образуется!Следовательно,используя внешнее магнитное поле, этой пластиной можно бесконтактно манипулировать.Как–это уже дело техники.Не правда ли,очень красивое техническое решение?

Добавлено (13.01.12, 22:30)
---------------------------------------------
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЛЕВИТАЦИЯ.Электрические методы 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 не только вывести их строя микросхемы, но и вызывают очень даже неприятные болевые ощущения для человека.Но...,несмотря на это,осуществляются попытки(успешные попытки!)использовать электростатический метод левитации в производстве изделий микроэлектроники.

Добавлено (13.01.12, 22:33)
---------------------------------------------
В этом методе 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.

Добавлено (30.01.12, 16:59)
---------------------------------------------
С не меньшим успехом электростатическая левитация может быть использована,точнее уже используется,для транспортировки более толстых-кремниевых пластин в полупроводниковом производстве.Электродинамическую левитацию иначе называют пико-балансированием.В этом методе 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.Недостаток–малая стабильность и размерные ограничения по отношению к манипулируемым объектам.

Добавлено (30.01.12, 17:04)
---------------------------------------------
ОПТИЧЕСКАЯ ЛЕВИТАЦИЯ.Возможность движения частиц под действием света была предсказана еще Кеплером.Корпускулярная теория света стала еще одним шагом на пути физического обоснования этой идеи.Существование светового давления было доказано российским ученым П.Н.Лебедевым.Но другогой ученый Дж.Пойтинг,признавая это существование,заявил,что«малость светового давления исключает его из рассмотрения в земных делах».Все течет,все изменяется...И о возможности практического использования оптической левитации современные ученые говорят уже всерьез.Еще в начале прошлого века Эренхафтом был открыт эффект движения частиц пыли,взвешенных в воздухе в луче мощной лампы,причем некоторые частицы двигались не по направлению к источнику света,а в обратном направлении.Этот эффект,названный фотофорезом,нельзя было объяснить действием только силы светового давления.Движение частиц в направлении распространения света было названо положительным фотофорезом,а движение в обратном направлении–отрицательным фотофорезом.

Добавлено (16.02.12, 20:44)
---------------------------------------------
Объясняется указанный эффект следующим образом.Поглощение света частицей приводит к распределению электромагнитной энергии падающего оптического излучения по объему частицы.Внутри частицы возникают источники тепловой энергии с некоторой объемной плотностью,которые неоднородно нагревают частицу.Молекулы газа после соударения с поверхностью частицы отражаются от нагретой стороны частицы с большей скоростью,чем от холодной.В результате частица приобретает некомпенсированный импульс,направленный от горячей стороны частицы к холодной.В зависимости от размеров и оптических свойств материала частицы более горячей может оказаться как освещенная(положительный фотофорез),так и теневая сторона частицы(отрицательный фотофорез).

Добавлено (16.02.12, 20:47)
---------------------------------------------
Кроме того,если поток излучения неоднороден по сечению,то может возникнуть и поперечное(относительно направления распространения излучения)движение частицы в газе.В последние годы интерес к фотофорезу резко возрос.Этому способствовало развитие лазерной техники.Первая публикация об оптической левитации при воздействии видимого лазерного луча относится к 1970 году.Далее были предложены многочисленные варианты практического применения эффекта:разделение частиц в жидкости,оптическая левитация частиц в воздухе(и в вакууме!),захват и удержание частиц в лазерном луче и т.д.

Добавлено (16.02.12, 20:50)
---------------------------------------------
Высокая монохроматичность лазерного излучения и возможность перестройки длины волны позволяют легко управлять движением макрочастиц.К сожалению говоря о компонентах сил,имеющих место в оптической левитации,подразумевают наноньютоны(nN)и даже их доли.Как следствие потенциальная область применения применения такого метода очевидно также имеет приставку«нано»–нанотехнологии.АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯЛЕВИТАЦИЯ.Аэродинамическая левитация в отличие от оптической левитации твердо стоит на ногах в области макро-и микротехнологий–технологий сегодняшнего дня.В одной из разновидностей этого метода вновь присутствует слово«подушка».Воздушную подушку получить очень просто.Достаточно в подложке-носителе просверлить много-много отверстий и продувать через них сжатый воздух.Подъемная сила воздуха уравновешивает вес изделия и последний начинает«парить»в воздухе.Недостатком этого метода является отсутствие центрирующего эффекта.

Добавлено (11.03.12, 02:10)
---------------------------------------------
Другой метод аэродинамической левитации функционально самостоятелен.В физике известно очень много интересных эффектов и парадоксов.В некоторых случаях парадоксально ведут себя и воздушные струи.К торцу металлической трубки припаивается диск с отверстием посередине и тремя спицами-ограничителями,на которые свободно надевается другой(сплошной)диск.В трубку подается сжатый воздух.Поток воздуха проходит в зазор между дисками,давление воздуха в зазоре падает ниже атмосферного,и подвижный диск притягивается к неподвижному.Поток воздуха прекращается и диск под действием собственного веса падает на ограничители.Вновь возникает зазор и все повторяется сначала–много много раз.Диск вибрирует с большой частотой и громким шумом.

Добавлено (11.03.12, 02:13)
---------------------------------------------
Итак,выталкивающая струя оказывает всасывающее действие.А если сделать наоборот?Вероятно всасывающая струя будет оказывать выталкивающее действиеТак ли это?Устройство состоит из двух трубок,входящих друг в друга с небольшим зазором.На торце трубки малого диаметрасделан фланец.Если вставить одну трубку в другую и сильно втянуть воздух через свободный конец большой трубки,то маленькая трубка вылетит из нее с большой скоростью.Объяснение этого неожиданного явления довольно простое.Воздух,входя в отверстие трубки,с большой скоростью обтекает фланец.Давление на верхней поверхности фланца падает,а на нижней остается равным атмосферному.Сила,пропорциональная разности давлений,выталкивает трубку.

Добавлено (11.03.12, 02:15)
---------------------------------------------
Эти эксперименты наглядно демонстрируют свойства воздушных потоков,описываемые уравнением Бернулли.Согласно этому уравнению,чем выше скорость потока жидкости или газа,тем меньше давление внутри них и наоборот.Некоторые эффектные физические явления(фокусы)так и остаются на страницах научно-популярной литературы.А какие-то находят очень широкое практическое применение в науке и технике.К таким эффектам по праву принадлежит явление, в основе которого лежит уравнение Бернулли.Реальные примеры:известный всем пульверизатор,известный многим водоструйный вакуумный насос,известный специалистам в области измерений расходомер и т.д.

Добавлено (09.04.12, 04:03)
---------------------------------------------
Не менее реальный пример–использование этого же эффекта в устройстве для бесконтактного транспорта NCT(non-contact transport unit).NCT представляет собой плоский алюминиевый диск диаметром от 20 до 60 мм и толщиной 17 мм.Диск имеет резьбовое отверстие,к которому подсоединяется шланг со сжатым воздухом.Внутри этого диска реализуется«форсунка Бернулли».Давление воздуха,проходящего через сужение падает ниже атмосферного и в нижней конусоидальной части диска возникает вакуум.Как следствие на объект действует подъемная сила.Поток воздуха,выходящий из форсунки наружу,отталкивает объект от поверхности NCT,противодействуя касанию.Таким образом реализуется состояние динамического равновесия–левитации.

Добавлено (09.04.12, 04:07)
---------------------------------------------
Подъемная сила одной из модификации устройства NCT диаметром 60 мм при давлении сжатого воздуха 0,6 МПа составляет 6 N.При этом расход сжатого воздуха приведенный к нормальному давлению составляет 210 л/мин.NCT–это простое и надежное устройство,которое может быть использовано в различных отраслях промышленности:пищевой,фармацевтическое и,конечно же,в области электроники.NCT–универсальное устройство.Специализированные устройства, в которых также используется принцип Бернулли,можно обнаружить в патентной документации имеющей самое прямое отношение к микроэлектронике.В патенте аналогичное устройство реализовано непосредственно в руке-манипуляторе робота,предназначенного для перемещения полупроводниковых пластин.

Добавлено (09.04.12, 04:11)
---------------------------------------------
Эта патентная заявка сделана несколько шире–бесконтактный держатель для изделий с плоской поверхностью.В описании изобретения вновь упоминается принцип Бернулли.Конструктивно устройство реализуется несколько иначе.В держателе делается кольцевое углубление,в которое с четырех сторон тангенциально(по касательной)подается сжатый воздух.Циркулирующий поток газа формирует в прилегающей к поверхности держателя области давление.Внутри кольцевой зоны получается вакуум,снаружи–небольшое избыточное давление.Прямая аналогия-смерч.В итоге вновь достигается динамическое равновесие–парение объекта вблизи поверхности манипулятора.

Добавлено (09.04.12, 04:15)
---------------------------------------------
Еще один вариант бесконтактного аэродинамического устройства реализован в патенте.В данном случае левитация достигается в результате сочетания избыточного давления и вакуума.Это решение не так идеально, как упоминаемые выше,но,думаю,не менее эффективно.УЛЬТРАЗВУКОВАЯАКУСТИЧЕСКАЯЛЕВИТАЦИЯ.Последний способ–бесконтактное манипулирование объектами с использованием акустических волн.В литературе известны два варианта:левитация в стоячей волне и левитация в ближнем поле.В стоячей волне небольшие объекты могут«зависать»в узлах давления между излучателем и рефлектором.В ближнем поле рефлектор замещается самим левитирующим объектом.Силы,возникающие в акустической стоячей волне,способны удерживать в подвешенном состоянии в газовой атмосфере и в иных земных условиях объекты массой в несколько граммов.

Добавлено (27.05.12, 03:23)
---------------------------------------------
Чтобы генерировать стоячую волну излучатель размещается на фиксируемой дистанции от рефлектора,которая в идеале делится на половину длины волны.В условиях микрогравитации объекты(частицы)должны позиционироваться точно в узловых точках(точках с нулевым акустическим давлением).Чтобы удовлетворить требованиям уравнения Бернулли,акустическая скорость и акустическое давление смещены на 90 0.Поэтому узлам акустического давления отвечает максимальная акустическая скорость.В узле акустического давления сила левитации равна нулю.В земной атмосфере взвешенные частицы будут позиционироваться ниже узла акустического давления и стабилизироваться силами левитации возникающими в антисимметричной части волны акустического давления.В зависимости от выбранного узла стабильная левитация может наблюдаться в аксиальном потоке поднимающимся вверх или опускающимся вниз.

Добавлено (27.05.12, 03:27)
---------------------------------------------
Другой подход к использованию ультразвука заключается в левитации планарных объектов вблизи поверхности манипулятора,снабженного высокочастотным излучателем.Эта технология называется левитацией в ближнем поле.В ближнем поле высокочастотного ультразвукового излучателя объект поднимается благодаря непосредственному излучению снизу.Он сам выполняет функцию рефлектора.Планарные объекты левитируют над ультразвуковым излучателем на расстоянии половины длины стоячей волны.

Добавлено (27.05.12, 03:28)
---------------------------------------------
Сила левитации в ближнем поле обратно пропорциональна расстоянию.В интервалах,кратных половине длины волны,имеются дополнительные пики,где объект может быть«подвешен».Однако подъемная сила очень сильно уменьшается с увеличением расстояния.Главное преимущество ультразвуковой акустической левитации заключается в полной независимости от вида материала(проводник или диэлектрик,магнитный или немагнитный и т.д.).