O echipa de cercetare condusă de Jason Twamley, un cercetător în fizica teoretică a științei și tehnologiei cuantice la Institutul de Știință și Tehnologie din Okinawa (OIST) din Japonia, a reușit să demonstreze levitația fără a folosi nicio sursă externă de energie. Echipa a dezvoltat un nou material pentru a realiza această performanță, deschizând astfel ușile tehnologiei fără gravitație în viitor.
Tehnologie cu potențial enorm
Obiectele realizate din superconductori sau materiale diamagnetice (acelea care pot fi respinse de un câmp magnetic) pot pluti deasupra magneților. Acest principiu este folosit și în levitația magnetică, unde magneții superconductori creează un câmp magnetic puternic și materialele diamagnetice levitează, permițând obiectelor să călătorească la viteze mari, cum ar fi trenurile.
Această tehnologie poate fi utilizată și pentru a dezvolta o serie de senzori avansate pentru utilizare zilnică și pentru a avansa știința. Laboratorul lui Twamley folosește materialele care levitează pentru a construi oscilatoare, care pot fi folosite pentru a dezvolta senzori ultra-sensibile. Funcționarea acestor oscilatoare fără a folosi surse de energie externe poate face mai ușor de implementat, iar acesta este obiectivul echipei de cercetare de la OIST.
Obstacole de depășit
Unul dintre obstacolele majore pe care echipa a trebuit să le depășească a fost crearea unei platforme „fără frecare”. Cu toate acestea, sistemul ar pierde energie în timp, fără o sursă de energie externă. Acest lucru este cunoscut sub numele de „deminare de vânt”, deoarece forțele externe fac ca un sistem oscilant să piardă energie.
Alt obstacol ar fi minimizarea energiei cinetice a sistemului. Acest lucru este necesar deoarece poate ajuta la îmbunătățirea sensibilității sistemului dacă ar fi folosit ca senzor.
Pentru a realiza aceste obiective, cercetătorii s-au concentrat pe dezvoltarea unui nou material din grafit. Una dintre cele mai stabile forme de carbon, grafitul este un bun conductor de electricitate. Dar prin acoperirea chimică a microsferele de grafit cu silice și apoi amestecarea lor cu ceară, echipa a transformat grafitul într-un izolator. Această schimbare ajută la reducerea pierderilor de energie, permițându-i să leviteze în vid.
În configurarea experimentală, cercetătorii au monitorizat constant mișcarea platformei. Au folosit o forță magnetică de feedback pentru a reduce mișcarea acesteia. În efect, echipa a reușit să răcească mișcarea acesteia, încetinind-o.
Răcind sistemul în continuare, cercetătorii cred că platforma lor poate depăși cele mai sensibile gravimetre atomice – instrumente care folosesc comportamentul atomic pentru a măsura gravitația cu precizie.
„Atingerea acestui nivel de precizie necesită inginerie riguroasă pentru a izola platforma de perturbările externe cum ar fi vibrațiile, câmpurile magnetice și zgomotul electric”, a adăugat Twamley.
„Lucrările noastre în curs se concentrează pe rafinarea acestor sisteme pentru a debloca întregul potențial al acestei tehnologii”.
