Levitron — это бренд левитирующих игрушек и подарков для науки и образования, продаваемый компаниями Creative Gifts Inc. и Fascination Toys & Gifts. [1] Верхнее устройство « Левитрон » — это коммерческая игрушка под этим брендом, которая демонстрирует явление, известное как магнитная левитация, стабилизированная вращением . Этот метод с движущимися постоянными магнитами сильно отличается от других версий, в которых используются изменяющиеся электромагнитные поля, левитирующие различные предметы, такие как вращающийся глобус, модель космического корабля или VW Beetle, а также рамка для фотографий. [2] С 1994 по 1999 год было продано 750 000 единиц топа. [1]
Верх игрушки по существу представляет собой постоянное магнитное кольцо и соответствующую магнитную опорную пластину с кольцом или альтернативной геометрической конфигурацией. Функциональные параметры, такие как максимальная скорость вращения или верхний вес, являются строгими. Используя принципы магнитного поля и гироскопической стабилизации, верхняя часть левитрона вызывает левитацию посредством серии интерактивных шагов. Стабилизирующее вращение левитирующего волчка подвергается естественному постепенному замедлению, так что явление левитации прекращается в течение четырех минут, если для поддержания вращения не будет подана внешняя энергия.
Для левитации волчка на магнитное основание кладут пластиковую пластину и вращают волчок на пластине со скоростью 25–50 оборотов в секунду (1500–3000 об/мин). Если слишком медленно, верх упадет и соскользнет в сторону; если он слишком быстрый, он не ориентируется в соответствии с магнитным потоком при движении и соскальзывает. Поскольку вращать волчок вручную достаточно быстро может быть сложно, компания Creative Gifts разработала ручное устройство с батарейным питанием, позволяющее вращать волчок с помощью электродвигателя . Затем пластину поднимают вручную до тех пор, пока, если условия будут подходящими, верхняя часть не поднимется над ней до точки равновесия . Верх также необходимо утяжелить шайбами разных размеров, идущими в комплекте. Если он слишком тяжелый, он не поднимется над тарелкой; если слишком легкий, он отлетает. [3]
Через несколько минут волчок падает, когда трение воздуха замедляет его скорость ниже критической. Температура воздуха, воздушные потоки, вибрация земли и перебои в подаче электроэнергии также нарушают хрупкое равновесие, необходимое для поддержания устойчивости вершины. Более дорогие лабораторные версии могут поддерживать парящую вершину неопределенно долго, поддерживая ее вращение, активно компенсируя аберрации вращения. Создатели Левитрона разработали «Перпетуатор», который находится под Левитроном и посылает дополнительный магнитный импульс. Дополнительная сила подталкивает волчок настолько, чтобы поддерживать постоянную скорость. При постоянной скорости и идеально ровном левитроне волчок левитрона может вращаться в течение более длительных периодов времени.
Первое левитационное устройство со стабилизированным вращением постоянным магнитом было изобретено (около 1976 г.) и запатентовано (1983 г.) изобретателем Роем Харриганом из Вермонта. В середине 1990-х годов предприниматель из Сиэтла Билл Хоунс, который сам изучал возможность левитации на постоянных магнитах, обнаружил патент Харригана. Впоследствии Хоунс связался с Харриганом и позже встретился с ним. По просьбе Хоунса Харриган разрешил ему одолжить свой прототип при том понимании, что они заключают деловое соглашение. Хоунс с помощью своего отца, физика и сотрудника Национальной лаборатории Лос-Аламоса , проанализировал физику прототипа, а затем подал заявку на «патент на улучшение». [4] [5] В 1984 году, независимо от Роя Харригана, изобретатель Джозеф Чиффо из Пенсильвании также обнаружил стабилизированную по вращению магнитную левитацию. Затем Чиффо разработал свое собственное устройство магнитной левитации со стабилизацией вращения и попытался получить на него патент. Наняв адвоката для проведения поиска в записях по патентам и товарным знакам США, Чиффо был проинформирован о существовании патента Харригана; на этом он завершил свои усилия по получению патента. В окончательной оценке адвокат Чиффо отметил, что его устройство, хотя и непатентованное, может продаваться без нарушения патента Харригана. В 1988 году Чиффо продал свое устройство в виде комплекта. В отличие от выпуклого опорного магнита изобретения Харригана, базовый магнит этого последнего устройства был прямоугольным и плоским по верхней поверхности, мало чем отличаясь от базового магнита позже запатентованного устройства Хоунса, ныне популярной физической игрушки, известной как Левитрон.
В 2012 [6] и 2014 годах [7] левитроны эксплуатировались под углом 45°, а также с горизонтальной осью вращения. Эта наклонная и горизонтальная работа была достигнута с помощью дополнительных магнитных букв «V». Горизонтальный левитрон особенно стабилен, что придает ему образовательный потенциал. [7]
В 1990-х годах тогдашние муж и жена Майкл и Карен Шерлок основали компанию, которую они назвали «НЛО» в Нью-Мексико, чтобы продавать Левитрон в соответствии с устным соглашением в партнерстве с компанией Хоунса Creative Gifts , Inc. официальное оформление соглашения в письменной форме развалилось и стало резким [1] после того, как руководители НЛО узнали о более раннем изобретении устройства Харриганом и изменили дизайн своего веб-сайта [8] , включив в него разоблачительную статью «СКРЫТАЯ ИСТОРИЯ ЛЕВИТРОНА!», [ 9] , в котором Хоунс обвинялся в краже изобретения у Харриган. [5] Creative Gifts, в свою очередь, подала иск о нарушении прав на товарный знак в Окружной суд США штата Нью-Мексико против UFO и его владельцев. В суде и апелляции в Десятом округе [10] иски Creative Gifts по товарным знакам были поддержаны, а все встречные иски UFO были отклонены после того, как UFO, выступавшая в качестве ответчика pro se , была подвергнута санкциям суда за злоупотребление открытием. . Апелляционный суд, отметив, что НЛО представило вступительную записку на одну страницу без каких-либо ссылок на протокол или обсуждение соответствующего закона, прокомментировал свое решение: «Они выстрелили себе в ногу».