Nový materiál otvára dvere k „antigravitačnej“ technológii: Inovatívne zariadenie môže viesť k zariadeniam „budúcnosti“
Výskumníci objavili nový druh materiálu, ktorý levituje v magnetickom poli bez externého energetického zdroja.
Vedci z technologického inštitútu OIST sa venujú výskumu levitujúcich materiálov. Ide o rôzne substancie, ktoré sa dokážu nadnášať v stabilnej pozícii bez toho, aby ich niečo držalo. V rámci svojej snahy objavili nový druh materiálu, ktorý by mohol viesť k vývoju “antigravitačnej” technológie.
Existuje niekoľko typov levitácie. Najpoužívanejší typ vzniká cez magnetické polia. Materiály, ako napríklad supervodiče alebo diamagnetické materiály sa dokážu nadnášať nad magnetmi. Táto vlastnosť sa môže využiť napríklad pri výrobe pokročilých senzorov pre vedecké účely alebo bežný život.
„Keď sa na „diamagnetické“ materiály aplikuje vonkajšie magnetické pole, tieto materiály generujú magnetické pole v opačnom smere, čo vedie k odpudivej sile – odtláčajú sa od poľa. Preto sa predmety vyrobené z diamagnetických materiálov môžu vznášať nad silnými magnetickými poľami.“
V rámci novej štúdie vedci navrhli vznášajúcu sa platformu vo vákuu, pričom použili magnety a grafit. Zaujímavé na tomto objave je to, že táto platforma levituje bez použitia externého energetického zdroja. Zároveň môže slúžiť na vývoj ešte presnejších a citlivejších senzorov. Tie môžu vedci využiť na presné merania.
Ako vysvetľujú autori štúdie, keď externé magnetické pole pôsobí na diamagnetické materiály, tieto materiály generujú svoje vlastné magnetické pole. Toto pole je však obrátené, čo vedie ku vzniku odpudivej sily. Táto vlastnosť spôsobuje, že diamagnetické materiály dokážu levitovať nad silnými magnetickými poľami. Jedným príkladom z praxe sú vlaky typu maglev.
Neprehliadnite
Grafit je materiál, s ktorým sa najčastejšie stretávame v ceruzkách. Výskumníci vysvetľujú, že ide o vysoko diamagnetický materiál. V rámci štúdie pokryli grafitový prášok kremíkom a výslednú zmes zmiešali s voskom. Z toho vytvorili centimeter široký tenký štvorcový plát levitujúci nad magnetmi.
“Vytvorenie levitujúcej platformy bez externého energetického zdroja má niekoľko problémov. Najväčším limitujúcim faktorom je to, keď oscilujúci systém stratí postupom času energiu kvôli externým silám,” píšu vedci.
Vedcov čaká ešte dlhá cesta
Grafit slúži aj ako elektrický vodič. Keď prechádza cez silné magnetické pole, stráca svoju energiu kvôli prúdeniu elektrických prúdov. Táto strata energie vedcov odrádzala od používania magnetickej levitácie na výrobu pokročilých senzorov.
Autorom štúdie sa ale podarilo vytvoriť platformu, ktorá môže levitovať a oscilovať bez straty energie. Keď sa raz dostane do pohybu, dokáže oscilovať aj dlhšiu dobu, bez ďalšieho dodania energie z externého zdroja.
Po prekonaní tohto problému sa musia vedci popasovať ešte s jednou prekážkou. Ide o minimalizovanie kinetickej energie platformy. Minimalizovanie tejto energie robí platformu citlivejšiu a vhodnejšiu na senzor. V druhom rade, ochladenie pohybu platformy ku kvantovému stavu by mohlo otvoriť nové technologické možnosti.
Vedci vysvetľujú, že ak sa táto platforma dostatočne schladí, dokázala by výkonom prekonať aj tie najcitlivejšie atómové gravimetre, ktoré sme do dnešného dňa vyvinuli. Výskumníci na levitujúcom zariadení pracujú aj naďalej. Jedným z ich cieľov ostáva vyladenie systému do takej miery, aby sa otvoril jeho plný potenciál.
Komentáre