Левитрон: История вращающейся магнитной левитации

Введение

Левитационные игрушки Levitron – это бренд левитационных игрушек и подарков, предназначенных для научных и образовательных рынков, распространяемый компаниями Creative Gifts Inc. и Fascination Toys & Gifts. Устройство Levitron в виде вращающегося верха – это коммерческая игрушка под этим брендом, демонстрирующая феномен спин-стабилизированной магнитной левитации. Этот метод, использующий движущиеся постоянные магниты, существенно отличается от других вариантов, применяющих изменяющиеся электромагнитные поля для левитации различных объектов, таких как вращающийся глобус, модель космического шаттла или автомобиль VW Beetle, а также фоторамки. С 1994 по 1999 год было продано 750 000 экземпляров этого верха. Через несколько минут верх падает, когда сопротивление воздуха замедляет его вращение ниже критической скорости. Температура воздуха, воздушные потоки, вибрация поверхности и перебои в электропитании также нарушают хрупкое равновесие, необходимое для поддержания стабильности верха. Более дорогие лабораторные версии способны поддерживать левитацию верха неограниченно долго, поддерживая его вращение и активно компенсируя отклонения. Разработчики Levitron создали устройство "Perpetuator", которое устанавливается под Levitron и посылает дополнительный магнитный импульс. Эта дополнительная сила слегка подталкивает вращающийся верх, поддерживая постоянную скорость. При постоянной скорости и идеально выровненном положении Levitron, верх может вращаться в течение более продолжительного времени.

Изобретения и патенты

Первое устройство левитации постоянных магнитов с использованием спиновой стабилизации было изобретено (около 1976 года) и запатентовано (1983 год) изобретателем Роем Харриганом из штата Вермонт. В середине 1990-х годов предприниматель из Сиэтла Билл Хонес, сам изучавший возможность левитации постоянных магнитов, обнаружил патент Харригана. Хонес впоследствии связался с Харриганом и позже встретился с ним. По просьбе Хонеса Харриган разрешил ему взять свой прототип с пониманием, что они вступают в деловые отношения. Хонес, при помощи своего отца, физика и сотрудника Лос-Аламосской национальной лаборатории, проанализировал физику прототипа и затем подал заявку на "патент на усовершенствование". В 1984 году, независимо от Роя Харригана, изобретатель Джозеф Чиффо из Пенсильвании также открыл принцип спиновой стабилизации магнитной левитации. Чиффо затем разработал собственное устройство магнитной левитации с использованием спиновой стабилизации и попытался получить на него патент. Наняв адвоката для поиска в реестрах патентов и товарных знаков США, Чиффо узнал о существовании патента Харригана и прекратил свои усилия по получению патента. В окончательном заключении адвокат Чиффо отметил, что его устройство, хотя и не патентоспособно, может быть продано без нарушения патента Харригана. В 1988 году Чиффо начал продавать свое устройство в виде набора для сборки. В отличие от вогнутого опорного магнита в изобретении Харригана, магнит основания этого устройства был прямоугольным и имел плоскую верхнюю поверхность, схожую с магнитным основанием более позднего запатентованного устройства Хонеса, известной сейчас как популярная физическая игрушка "Левитрон". В 2012 и 2014 годах "Левитроны" использовались под углом 45° и с горизонтальной осью вращения. Эта наклонная и горизонтальная работа была достигнута с помощью дополнительных магнитных "V"-образных элементов. Горизонтальный "Левитрон" особенно стабилен, что делает его перспективным в образовательных целях. Это привело к публикации статьи в стиле расследования под названием "СКРЫТАЯ ИСТОРИЯ ЛЕВИТРОНА!", в которой Хонеса обвиняли в краже изобретения у Харригана. Претензии Creative Gifts по товарным знакам были удовлетворены, а все встречные иски UFO были отклонены после того, как UFO, выступавшее в качестве ответчика-самозащитника, было оштрафовано судом за злоупотребление процедурой раскрытия информации. Апелляционный суд, отметив, что UFO представил вводную записку объемом всего в одну страницу без ссылок на материалы дела или обсуждения соответствующего законодательства, прокомментировал в своем решении: "они сами себе навредили".

The first spin stabilized permanent magnet levitation device was invented (c 1976) and patented (1983) by inventor Roy Harrigan, of Vermont. In the mid 1990s, Seattle entrepreneur Bill Hones, who was himself exploring the possibility of permanent magnet levitation, discovered Harrigan's patent. Hones subsequently contacted Harrigan and later met with him. Upon Hones' request, Harrigan permitted him to borrow his prototype with the understanding that they were entering into a business arrangement. Hones, with the help of his father, a Physicist and employee at Los Alamos National Laboratory, analyzed the physics of the prototype, and then filed for an "improvement patent". In 1984, independent of Roy Harrigan, inventor Joseph Chieffo, of Pennsylvania, also discovered spin stabilized magnetic levitation. Chieffo then developed his own spin stabilized magnetic levitation device and attempted to obtain a patent thereon. Employing an attorney to conduct a U. S. Patent and Trademark records search, Chieffo was informed of the existence of the Harrigan patent; he thus concluded his efforts to secure a patent. In a final assessment, Chieffo's attorney noted that his device, although apparently unpatentable, could be marketed without infringing upon the Harrigan patent. In 1988, Chieffo marketed his device in kit form. Contrasting with the dished supporting magnet of the Harrigan invention, the base magnet of this latter device was rectangular and planar of upper surface, not unlike the base magnet of Hones' later patented device, the now popular Physics toy known as the Levitron. In 2012 and 2014, Levitrons were operated at an angle of 45° as well as with their spin axis horizontal. This inclined and horizontal operation was obtained with the help of additional magnetic "V"s. The horizontal Levitron is particularly stable, which gives it educational potential. to incorporate the exposé style article "THE HIDDEN HISTORY OF THE LEVITRON! ", which accused Hones of stealing the invention from Harrigan. Creative Gifts' trademark claims were upheld, and all of UFO's counterclaims were rejected after UFO, which had been representing itself as a pro se defendant, was sanctioned by the court for abuse of discovery. The appeals court, noting that UFO had submitted a one page opening brief with no citations to the record or discussion of the relevant law, commented in its ruling, "they have shot themselves in the foot."