Eine Kostprobe von Tesla
J. Kolber
Nikola Tesla war vielleicht der größte Wissenschaftler des 20. Jahrhunderts. Obwohl die Entdeckungen Albert Einsteins größere Anerkennung finden, machte Teslas Arbeit einen bedeutenderen Unterschied in unserem Alltag aus.
Teslas bekannteste Erfindungen
Er erfand das Radio (vor Guglielmo Marconi), entdeckte den Wechselstrom, entwickelte den Transistor und Hunderte von anderen Dingen. Einer seiner Ansprüche war, einen Weg entdeckt zu haben, Strom drahtlos über riesengroße Entfernungen zu senden. (Ich kenne einen europäischen Physiker, der glaubt, dass er ausgeknobelt habe, wie das funktioniert.)
Resonanzprinzip zur Stromübertragung
Jetzt kommt eine praktische Anwendung dessen durch das Phänomen der Resonanz. Resonanz veranlasst ein Objekt zu vibrieren, wenn die Energie einer bestimmten Frequenz angewandt wird. Resonanz geschieht, wenn zum Beispiel eine Stimmgabel angeschlagen wird und andere Stimmgabeln auch zu vibrieren anfangen, oder wenn ein Opernsänger eine bestimmte Note trifft und Glas zerspringt.
Gemäß dem assistierenden Professor des Massachusetts Institute of Technology, Marin Soljacic, einem der Forscher hinter der Arbeit, könnte das komplizierte Gewirr von Kabeln und Steckern, die benötigt werden, um heutige elektronische Geräte wieder aufzuladen, bald ein Ding der Vergangenheit sein. Es ist ein relativ einfaches System, eins, das Geräte wie Laptops, Mobiltelefone und MP3-Spieler antreiben könnte. Es verwendet gut fundierte Physik und könnte über große Wohnungen, Häuser oder noch größere Entfernungen hinweg funktionieren.
Obwohl die Forscher kein Arbeitsmodell gebaut haben, legen ihre Computermodelle und Mathematik nahe, dass es funktionieren wird. Solche Modelle haben sich in den letzten Jahren als so genau erwiesen, dass sie häufig tatsächliche Experimente ersetzen.
Die Herausforderung bei der elektromagnetischen Resonanz ist die Tendenz von Systemen auszustrahlen; sie streuen Energie in alle Richtungen und vergeuden dabei große Mengen davon. Folglich konzentrierte sich die Mannschaft auf eine spezielle Klasse von "Nichtstrahlungs"-Objekten mit der so genannten "langlebigen Resonanz" [engl. "long-lived resonances"]. Besagter Professor Soljacic sagt: "Wenn Sie ein anderes widerhallendes Objekt mit derselben Frequenz nahe genug bringen, kann die Energie von einem Objekt bis zu einem anderen einen Tunnel bilden."
Strom kabellos zum Laptop
Zum Beispiel könnte eine Kupferantenne, die im für die richtige Resonanz entworfen wurde, Energie zu einem Laptop mit eigener Antenne übertragen, die auf derselben Frequenz mitschwingt. Der Computer wäre wahrhaftig kabellos.
Eine wichtige Eigenschaft des neuen Ansatzes ist, dass jede nicht auf ein Gerät übertragene Energie einfach wieder absorbiert wird. Eine andere ist, wie Professor Soljacic darlegt: "Sie könnten es auch zur mikroskopischen oder nanoskopischen Welt herunterschrauben" und dadurch potenziell eine Lösung bieten für das Problem, Kraft an Systeme zu liefern, die sogar kleiner sein können als verfügbare Leitungen. Andere Ansätze der kabellosen Übertragung von Strom sind vorgeschlagen worden, einschließlich Laser. Jedoch ist dies der erste, der praktisch zu sein scheint, ohne Zugang mittels Sichtlinie zu verlangen.
Potenziell wird sich das in dem Maße ändern, in dem viele Menschen bewegliche Geräte verwenden. Außer Computern, Mobiltelefonen und ähnlichem könnte die Technologie bei Geräten wie Leuchttürmen und allem Sonstigen funktionieren, das häufig von einem Punkt zu einem anderen bewegt wird. Jedoch gibt es einige interessante Schwierigkeiten, die die Forscher noch beseitigen müssen. Zum Beispiel ist ein Problem beim kabellosen Internet der Diebstahl der Bandbreite durch diejenigen, die nicht dafür gezahlt haben.
Dieselbe Herausforderung würde wahrscheinlich bei der kabellosen Stromübertragung auftreten, allerdings mit größerer Bedeutung wegen der höheren Kosten und der Wahrscheinlichkeit, dass ein Ableiten des Stroms verhindern würde, dass ein Gerät überhaupt noch funktioniert.
Öffentliche Stromtankstellen
Und doch, innerhalb eines geschlossenen Raums wie einem Haus oder Büro scheint dies eine überlegene Lösung zu sein. In größerem Rahmen - obgleich es vielleicht nicht möglich sein mag, solche Systeme an offenen Plätzen wie Flughäfen zu platzieren - könnte ich mir Ladestationen vorstellen, die gebaut werden und gebührenpflichtigen Strom für alle Arten von Geräten anbieten ohne die Notwendigkeit von speziellen Adaptern. Sie würden einen Weg brauchen, die elektromagnetische Strahlung abzuschirmen, aber das ist nicht schwierig. Zum Beispiel sollte ein Faradayscher Käfig[1] - im Wesentlichen eine Kupfermatte - den Zweck erfüllen.
[1] Faraday-Käfig [nach M. Faraday], allseitig geschlossene Hülle aus leitfähigem Material, in die kein äußeres elektrisches Feld eindringen kann. Das äußere Feld induziert zwar eine Ladung auf der Oberfläche, aber das Innere des Käfigs bleibt feldfrei; es wirkt als Äquipotenzialfläche. Faraday-Käfige sind z.B. Autos, Flugzeuge und das ein Gebäude umgebende Drahtsystem einer Blitzschutzanlage. © Bibliographisches Institut & F. A. Brockhaus AG, Mannheim, 2005
