Исследователи разработали платформу на основе графита, которая может левитировать без необходимости внешнего источника питания. Несмотря на высокую диамагнитность, новый материал является отличным изолятором, что ограничивает потери энергии из-за электропроводности. Эта магнитная технология “без трения” открывает путь к созданию новых типов сверхчувствительных датчиков для измерения ускорения и гравитации.
Левитирующие системы открывают широкие возможности для изучения некоторых из самых фундаментальных вопросов физики, таких как квантовая гравитация и механизмы гравитационно-индуцированных волновых возмущений. Большинство систем используют активные методы, основанные на использовании оптических или электромагнитных полей (оптомеханические системы). Диамагнитная левитация, с другой стороны, является пассивной: материалы “отталкиваются” магнитным полем, которое заставляет их парить. Точнее, когда внешнее магнитное поле прикладывается к диамагнитному материалу, последний генерирует поле в противоположном направлении, отталкивая его от первого.
Одним из наиболее широко изученных диамагнитных материалов является графит — кристаллизованная форма углерода, содержащаяся в грифелях карандашей. С помощью имеющихся в продаже магнитов можно легко левитировать односантиметровые плиты или куски графита. Снижение требований к напряженности магнитного поля и материалу делает его идеальным материалом для разработки датчиков. Диамагнитная левитация также может поддерживать гораздо большие массы, чем традиционные системы. Кроме того, массивные магнитные устройства обладают большей чувствительностью в плане акселерометрии и гравиметрии — параметров, которые необходимы для изучения крупномасштабного квантового поведения.
Однако техническое применение диамагнитной левитации на основе графита сопряжено с рядом проблем, таких как затухание вихревых токов. Это фактор, который значительно ограничивает магнитные колебания. Поскольку такой материал, как графит является электрическим проводником, при прохождении через него тока (вихревых токов) происходит уменьшение его магнитного поля. Чтобы преодолеть эту трудность, исследователи из Окинавского института науки и технологии (OIST) в Японии разработали методику, позволяющую материалу на основе графита левитировать и колебаться без потери (магнитной) энергии и без необходимости во внешнем источнике питания.
Другими словами, однажды приведенная в движение, так называемая “платформа без трения” продолжает колебаться даже без дополнительных затрат энергии. Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Physics Letters.
Оставьте первый комментарий