Alexandra Rusu
Cercetătorii de la Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) din Japoniaau reușit să elimine principala problemă care împiedica levitația stabilă la scară mare - curenții turbionari (eddy currents) generați în materialele conductoare care se mișcă în câmpuri magnetice.
Conform The Debrief, printr-un design simetric al discului, echipa a menținut fluxul magnetic constant, eliminând astfel pierderile de energie și frecarea internă.
Cum funcționează sistemul de levitație
Sistemul este format din trei magneți din pământuri rare și un disc de grafit cu proprietăți diamagnetice - adică materialul respinge câmpul magnetic, menținându-se suspendat deasupra acestuia. Designul a fost optimizat astfel încât discul să rămână stabil chiar și în condiții de vibrație sau variații de temperatură, fără să necesite alimentare electrică sau control activ.
Potrivit OIST, acest tip de levitație „pasivă” poate funcționa teoretic la nesfârșit, atât timp cât câmpul magnetic se menține, iar discul nu este perturbat din exterior. Spre deosebire de levitația electromagnetică tradițională, folosită în trenurile Maglev, această metodă nu consumă energie și nu produce căldură.
În teorie, acest tip de sistem este ideal pentru experimente menite să măsoare efecte gravitaționale extrem de fine și pentru ceea ce echipa descrie drept „cercetare fundamentală la granița dintre fizica cuantică și cea clasică”. Totuși, aceste dispozitive sunt limitate de un fenomen magnetic numit amortizare prin curenți turbionari (eddy-current dampening). Atunci când un material conductor se mișcă în apropierea unui magnet sau se îndepărtează de acesta, câmpul magnetic variabil induce curenți de electroni care circulă în interiorul materialului – așa-numiții curenți turbionari. Aceștia pot provoca pierderi de energie și încălzire, reducând stabilitatea levitației.
Pe de altă parte, fenomenul are și aplicații practice: este folosit, de exemplu, la frânele trenurilor de mare viteză și ale sculelor electrice, unde efectul de frânare magnetică este exploatat în mod controlat.
Posibile aplicații
Descoperirea ar putea fi aplicată în domenii de vârf, de la senzori ultra-preciși și giroscoape până la cercetări fundamentale în fizica cuantică. Echipa OIST a declarat că, prin răcirea sistemului și operarea lui în vid, discul ar putea fi adus în regim cuantic, permițând studierea tranziției dintre fizica clasică și cea cuantică.
De asemenea, prototipul ar putea duce la dezvoltarea de detectoare extrem de sensibile pentru variații gravitaționale, vibrații sau chiar materie întunecată.
„Acest sistem este atât de stabil și lipsit de frecare încât poate detecta forțe aproape imperceptibile”, au explicat cercetătorii citați de The Debrief.
Echipa plănuiește să optimizeze forma discului și să experimenteze în condiții de vid, pentru a elimina complet frecarea aerului. Deși tehnologia este deocamdată în stadiu experimental, rezultatele ar putea conduce la noi generații de senzori autonomi, capabili să funcționeze fără surse de energie externe.
„Aceasta este o dovadă clară că levitația stabilă și autonomă este posibilă și la scară mare. Următorul pas este să o facem utilă pentru instrumente științifice și aplicații industriale”, au declarat cercetătorii de la OIST.
