יש תקשורת אלחוטית – עכשיו גם חשמל אלחוטי

סבך הכבלים והתקעים הנחוצים כיום כדי להטעין את הגדג'טים האלקטרוניים יהיו אולי בקרוב נחלת העבר. חוקרים אמריקאים התוו מערכת פשוטה יחסית שתוכל לספק חשמל למכשירים כמו מחשבים ניידים או נגני MP3 ללא כבלים

סבך הכבלים והתקעים הנחוצים כיום כדי להטעין את הגדג'טים האלקטרוניים יהיו אולי בקרוב נחלת העבר. חוקרים אמריקאים התוו מערכת פשוטה יחסית שתוכל לספק חשמל למכשירים כמו מחשבים ניידים או נגני MP3 ללא כבלים. הרעיון מנצל פיזיקה בת מאה שנים ויוכל לפעול על פני מרחקים של מטרים רבים, אמרו החוקרים למרות שהצוות לא בנה וניסה מערכת, ממודלים ממוחשבים ומתמטיקה עולה שהיא תפעל.

“יש כל כך הרבה מכשירים עצמאיים כמו טלפונים סלולריים ומחשבים ניידים שהתפתחו בשנים האחרונות”, אמר פרופסור מרווין סוליאצ'יק מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT) ואחד מהחוקרים המשתתפים.

“התחלנו לחשוב 'זה יהיה ממש נוח אם לא נצטרך לטעון את כל הדברים האלה'.

“ובגלל שאנחנו פיזיקאים, שאלנו 'באיזו תופעה פיזיקלית אפשר להשתמש כדי לבצע את ההעברה האלחוטית של האנרגיה?'”

התשובה שהצוות מצא הייתה “תהודה”, תופעה שגורמת לעצם לתנודות כאשר מופעלת עליו אנרגיה בתדירות מסוימת.

“כאשר ישנם שני עצמים מהדהדים עם אותה התדירות הם נוטים ליצור צימוד חזק מאוד”, סיפר פרופסור סוליאצ'יק לאתר החדשות של ה-BBC.

אפשר לראות תהודה בכלי נגינה, למשל. “אם מנגנים טון בכלי אחד, אז כלי אחר עם אותה התהודה האקוסטית יקלוט את הטון ואפשר יהיה לראות בעין את התנודות שלו”, אמר. במקום להשתמש בתנודות אקוסטיות, המערכת של הצוות מנצלת את התהודה של גלים אלקטרומגנטיים. קרינה א”מ כוללת גלי רדיו, אינפרא אדום וקרני רנטגן.

בדרך כלל, מערכות שמשתמשות בקרינה א”מ, כמו אנטנות רדיו, אינן מתאימות להעברה יעילה של אנרגיה משום שהן מפזרות את האנרגיה בכל הכיוונים, ומבזבזות כמות רבה ממנה לאוויר החופשי.

כדי להתגבר על הבעיה הזאת, החוקרים חקרו סוג מיוחד של עצמים “לא מקרינים” עם מה שנקרא “תהודות מאריכות ימים”. כאשר מפעילים אנרגיה על העצמים האלה היא נשארת קשורה אליהם, ולא בורחת לאוויר. “זנבות” של אנרגיה, שאורכם יכול להגיע למטרים רבים, מהבהבים מעל פני השטח.

“אם מביאים עוד עצם מהדהד עם אותה התדירות מספיק קרוב לזנבות האלה, מסתבר שהאנרגיה יכולה לעבור במינהרה מעצם אחד לאחר”, אמר פרופסור סוליאצ'יק. כך, אנטנת נחושת פשוטה שמתוכננת להיות בעלת תהודה מאריכת ימים תוכל להעביר אנרגיה למחשב נייד שהאנטנה שלו מהדהדת באותה התדירות. המחשב יוכל להיות באמת אלחוטי. האנרגיה שלא מופנית למכשיר פשוט נספגת מחדש.

המערכות שהצוות תיאר יוכלו להעביר אנרגיה על פני שלושה עד חמישה מטרים. “המערכת הזאת תפעל, נאמר, בחדר, אבל אפשר להתאים אותה כך שתפעל במפעל”, אמר. “אפשר יהיה גם להקטין אותה לעולם המיקרוסקופי או הננוסקופי”.

טכנולוגיה ישנה

הצוות מ-MIT אינו הראשון שהציע העברה אלחוטית של חשמל. ניקולה טלסה, הפיזיקאי והמהנדס בו המאה התשע עשרה, ערך ניסויים בהעברה אלחוטית של אנרגיה לטווח ארוך, אבל הניסיון השאפתני ביותר שלו – האנטנה בגובה 29 מטר הידועה בשם מגדל וורדנקליף, בניו יורק – נכשל כשכספו אזל. אחרים עבדו על מנגנוני העברת אנרגיה מאוד כיווניים כגון לייזרים. אולם, אלה דורשים קו ראיה בלתי מופרע, ואינם טובים לכן להפעלת עצמים בבית.

חברה בריטית בשם Splashpower תכננה גם משטחי הטענה אלחוטיים שאוהבי גדג'טים יכולים לשים עליהם ישירות את הטלפונים ונגני ה-MP3 שלהם כדי להטעין אותם. המשטחים משתמשים בהשראה א”מ כד להטעין מכשירים, אותו התהליך המשמש להטענת מברשות שיניים חשמליות.

אחד מהמייסדים של Splashpower, ג'יימס היי, אמר שהעבודה של הצוות מ-MIT היא “בבירור בשלב מוקדם” אבל ” מעניינת לעתיד”. “הצרכנים רוצים פיתרון כללי פשוט שיפטור אותם מהטירחה של מטענים ומתאמים”, אמר. “לטכנולוגיית החשמל האלחוטי יש את הפוטנציאל לענות על כל הצרכים האלה”.

אולם, היי אמר שהעברת החשמל הוא רק חלק מהפתרון. “יש כמה היבטים שצריך להתייחס אליהם כדי להבטיח המרה יעילה של האנרגיה לצורה שאפשר להזין למכשירים”.

פרופסור סוליאצ'יק יציג את העבודה בפורום הפיזיקה התעשייתית של המכון האמריקאי לפיזיקה בסן פרנסיסקו ב-14 בנובמבר. העבודה בוצעה יחד עם עמיתיו אריסטדיס קאראליס וג'ון ג'ואנופולוס.

לידיעה בנושא בבי.בי.סי

לידיעת המשך מיוני 2007 – הצוות של סוליאצ'יץ' הצליח להדליק נורה ממרחק 2 מטרים