تولید برق از چرخش زمین؛ ادعایی جنجالی که دانشمندان درباره آن اختلاف نظر دارند

کریستوفر چیبا، فیزیکدان در دانشگاه پرینستون حدود ۱۰ سال پیش زمانی که درحال تحقیق درباره مکانیسم گرمایی احتمالی در اقماری بود که از میدان مغناطیسی سیاره‌شان عبور می‌کردند، ایده‌ تولید برق با استفاده از میدان مغناطیسی زمین به ذهنش خطور کرد.

اکنون چیبا و همکارانش دستگاهی ساخته‌اند که ادعا می‌شود مقدار بسیار کمی ولتاژ (۱۸ میکروولت) تولید کرده است. این مقدار ولتاژ کمتر از ولتاژی است که هنگام فعال‌شدن سلول عصبی در بدن انسان آزاد می‌شود. به همین دلیل، اثبات اینکه این ولتاژ واقعاً ناشی از چرخش زمین در میدان مغناطیسی است و نه عامل دیگر، بسیار دشوار است. اگر این پدیده واقعاً وجود داشته باشد و بتوان برپایه‌ی آن دستگاهی در ابعاد بزرگ‌تر ساخت، می‌توان بدون انتشار گازهای آلاینده برق تولید کرد. 

پل توماس، فیزیکدان بازنشسته دانشگاه ویسکانسین ایوکلیر می‌گوید ایده مطرح‌شده برای تولید برق از چرخش زمین، در نگاه نخست غیرمنتظره به‌نظر می‌آید، اما این بحث از زمان مایکل فارادی (فیزیکدان مشهور قرن نوزدهم) وجود داشته است. او می‌گوید طراحی آزمایش‌های کریستوفر چیبا از دانشگاه پرینستون بسیار دقیق و درست انجام شده است.

در شرایط معمولی، حرکت الکترون‌ها باعث ایجاد جریان نمی‌شود، چون در میدان مغناطیسی یکنواخت (مثل میدان مغناطیسی زمین)، زمانی که الکترون‌ها تحت فشار قرار می‌گیرند، خود را بازآرایی می‌کنند تا نیروی الکتریکی مخالفی ایجاد کنند که درنهایت باعث ثابت ماندن بارها می‌شود. برای مثال، در آزمایشگاهی در پرینستون، الکترون‌ها در جسم فلزی با سرعت ۳۵۰ متر بر ثانیه از میدان مغناطیسی محلی عبور می‌کنند که شدت آن ۴۵ میکروتسلا است. عبور الکترون‌ها نیرویی معادل حدود ۱۰ میلی‌نیوتن به ازای هر کولن بار الکتریکی ایجاد می‌کند.

الکترون‌ها به سرعت در سطح فلز به‌گونه‌ای بازآرایی می‌شوند که میدان الکتریکی ایجاد کنند که مقدار آن ۱۰ میلی‌ولت بر متر است. این میدان الکتریکی نیروی مغناطیسی را که به الکترون‌ها وارد می‌شود، خنثی می‌کند. به عبارت دیگر، اثر مغناطیسی بر الکترون‌ها خنثی می‌شود و جریان الکتریکی تولید نمی‌شود. چیبا متوجه شد که ممکن است در شرایط خاصی، الکترون‌ها نتوانند به شکلی آرایش پیدا کنند که نیروی مغناطیسی وارد شده را خنثی کنند.

در سال ۲۰۱۶، چیبا و کوین هَند از آزمایشگاه پیشرانش جت در کالیفرنیا همین ایده را مطرح کردند. پس از پیشنهاد چیبا و کوین هند، نقدهایی بر ایده آن‌ها برپایه‌ی استدلال‌های نظری و آزمایش‌های تجربی وارد شد. چیبا و هند با ارائه نظریه‌های بیشتر از پیشنهاد خود دفاع کردند، اما می‌دانستند برای اثبات آن به آزمایش عملی نیاز دارند.