பூமியின் சுழற்சியிலிருந்து மின்சாரம் உற்பத்தி செய்ய முடியுமா?

பூமியின் சுழற்சியிலிருந்து மின்சாரம் உற்பத்தி செய்ய முடியுமா?

ஆய்வுக் கட்டுரை:
Experimental Demonstration of Electric Power Generation from Earth's Rotation through its Own Magnetic Field (2025)

1. அறிமுகம்

1832-ல் Michael Faraday ஒரு கேள்வி எழுப்பினார்:

"பூமி தனது காந்தப்புலத்தில் சுழல்கிறது. அந்த சுழற்சியிலிருந்து மின்சாரம் உருவாக்க முடியுமா?"

அவர் செய்த பரிசோதனைகள் வெற்றி பெறவில்லை.

அதன்பிறகு சுமார் 190 ஆண்டுகளாக:

"பூமியின் காந்தப்புலத்திலிருந்து நேரடியாக மின்சாரம் பெற முடியாது"

என்பதே அறிவியல் உலகின் பொதுவான கருத்தாக இருந்தது.

2. ஏன் முடியாது என்று கருதப்பட்டது?

மின்காந்தத் தூண்டல் விதி:

$$\mathrm{<span>E</span>}<span>=</span>\mathrm{<span>v</span>}<span>\times </span>\mathrm{<span>B</span>}$$

இங்கு:

• E = தூண்டப்படும் மின்னழுத்தம்
• v = இயக்க வேகம்
• B = காந்தப்புலம்

ஒரு கம்பி காந்தப்புலத்தை வெட்டிச் சென்றால் மின்சாரம் உருவாகும்.

ஆனால் பூமியில் இருக்கும் கம்பியும் பூமியுடன் சேர்ந்து சுழல்கிறது.

காந்தப்புலமும் பூமியுடன் தொடர்புடையதாக இருப்பதால்:

• கம்பி தனியாக காந்தப்புலத்தை வெட்டவில்லை.
• எனவே தொடர்ச்சியான மின்னழுத்தம் உருவாகாது.

இதுவே பழைய விளக்கம்.

3. 2016-ல் வந்த புதிய கோட்பாடு

Christopher Chyba மற்றும் Kevin Hand ஆகியோர் 2016-ல் ஒரு புதிய கணித ஆய்வு வெளியிட்டனர்.

அவர்கள் கூறியது:

சாதாரண உலோக கம்பியில் முடியாது. ஆனால் குறிப்பிட்ட வடிவமைப்பு கொண்ட மென்மையான காந்தப் பொருளில் (Soft Magnetic Material) சிறிய DC மின்சாரம் உருவாகலாம்.

என்பதாகும்.

4. இந்த ஆய்வின் முக்கிய நோக்கம்

2025 ஆய்வின் நோக்கம்: கணிதத்தில் கூறப்பட்ட விளைவு உண்மையிலேயே இருக்கிறதா? அல்லது கணிதத் தவறா? என்பதை பரிசோதனை மூலம் உறுதி செய்வது.

5. பூமியின் காந்தப்புலம்

பூமியின் காந்தப்புலம் இரண்டு பகுதிகளைக் கொண்டது:

(A) Axisymmetric Field

பூமியின் சுழற்சி அச்சுடன் ஒத்துப்போகும் பகுதி.

இதுவே மிகப் பெரிய பங்கு.

சுமார்:

$$45 \mu T$$

(பிரின்ஸ்டன் ஆய்வகத்தில்) 

(B) Non-Axisymmetric Field

சிறிய அளவிலான சிக்கலான காந்தப்புல மாற்றங்கள்.

இவை பூமியுடன் சேர்ந்து சுழல்கின்றன.

6. முக்கிய கண்டுபிடிப்பு

ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டுபிடித்தது:

Non-axisymmetric field மூலம் மின்சாரம் உருவாகாது. ஆனால் Axisymmetric field உடன் ஒரு சிறப்பு காந்த அமைப்பு பயன்படுத்தினால் மின்னோட்டம் உருவாக வாய்ப்பு இருக்கிறது. 

7. ஏன் சாதாரண உலோகத்தில் வேலை செய்யாது?

ஒரு உலோகக் கம்பியில்:

$$v\times B$$

விளைவு உருவான உடனே எலக்ட்ரான்கள் மறுவினியோகம் அடைகின்றன.

பிறகு:

$$E=-v\times B$$

என்ற எதிர் மின்புலம் உருவாகிறது.

இதனால்:

$$E+v\times B=0$$

ஆகிவிடுகிறது.

அதனால் தொடர்ந்து மின்சாரம் ஓடாது. 

8. இதை எப்படி மீறுவது?

இதுவே ஆய்வின் முக்கிய புத்திசாலித்தனமான பகுதி.

ஆராய்ச்சியாளர்கள் கூறியது:

எலக்ட்ரான்கள் தங்களை மறுவினியோகம் செய்து சமநிலைக்கு வர முடியாத வடிவமைப்பு ஒன்றை உருவாக்க வேண்டும்.

அதற்காக: உருளை வடிவ ஓட்டை (Cylindrical Shell) பயன்படுத்தப்பட்டது. Solid Cylinder அல்ல. உள்ளே ஓட்டை இருக்க வேண்டும். 

9. பயன்படுத்திய பொருள்

MnZn Ferrite (Manganese Zinc Ferrite)

இதன் சிறப்புகள்:

• மென்மையான காந்தப் பொருள்
• அதிக permeability
• குறைந்த conductivity
• குறைந்த Magnetic Reynolds Number

இவை அனைத்தும் கோட்பாட்டில் தேவைப்படும் நிபந்தனைகள்.