A szórakoztatóművészet és a tudomány egyik keresztmetszete a lebegés, ami évszázadok óta nyűgözi le az embereket. Míg a bűvészek az illúziót használják a tárgyak lebegtetésére, addig a tudósok a praktikus előnyei miatt igyekeznek tanulmányozni és kihasználni. A tudományban a lebegés segít elkülöníteni a tárgyakat a fizikai behatásoktól, például a súrlódástól, így hasznos a gravitáció, a gáznyomás és a perdület tanulmányozásában.
Az Okinavai Tudományos és Technológiai Intézet (OIST) kutatói szintén ezt a területet vizsgálják, ennek eredményeként pedig nemrég azt közölték, sikerült mérföldkövet elérni azáltal, hogy kiküszöbölték az úgynevezett örvényáramú csillapítást – írja az Interesting Engineering.
A kutatók innovációja az egyszerűséget és a precizitást ötvözi. Egy 1 centiméteres grafitkorong és néhány ritkaföldfém-mágnes segítségével létrehoztak egy lebegő rotort, amely szabadon foroghat anélkül, hogy energiát veszítene az örvényáram csillapítás miatt.
Örvényáramok akkor keletkeznek, amikor egy vezető anyag mágneses térben mozog, kis köráramokat generálva, amelyek olyan hatással vannak a mozgására, mint például a súrlódás. Ezek az áramok bizonyos szempontból hasznosak – például a vonatok fékjében vagy elektromos szerszámoknál –, de problémát jelentenek, ha a precíziós lebegő rendszerekről van szó.
A tudósok egy egycentiméteres grafitkoronggal és néhány ritkaföldfém-mágnessel érték el azt az állapotot, ahol az örvényáram csillapítás már nem okozott problémát. A szakemberek szerint ha sikerül kellő mértékben lelassítani a korong forgását, az a kvantumkutatás számára is új teret nyithat meg. A vizsgálatról szóló publikáció a Communications Physics című tudományos lapban jelent meg.
Az új lebegő rotor forgásszimmetriájának köszönhetően működik. A változó mágneses mezőkben fel-le mozgó lemezekkel ellentétben a forgó rotor ugyanabban a mágneses térben marad, így nem történik fluxusváltozás, ez pedig megakadályozza az örvényáramok kialakulását, amelyek normális esetben lelassítják a mozgást.
A kutatók szerint az eredmény nagy teljesítményű új érzékelők és giroszkópok készítéséhez vezethet. „A gyártási folyamat gyakorlati fejlesztéseivel a lebegő rotorunk tökéletes a rendkívül precíz érzékelők számára” – árulta el Jason Twamley, a tanulmány egyik szerzője az Interesting Engineeringnek.
Az OIST egy korábbi fejlesztését már elküldték az űrbe a sötét anyag és a gravitációs hullámok tanulmányozásával kapcsolatos kísérletekhez. Az új rendszer pontosabbá teheti az ilyen űrben végzett kvantumkísérleteket is.
Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.
