Физики Японии получили магнитную левитацию без внешнего питания

Исследователи Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (Япония) достигли нового прорыва в области магнитной технологии, представив платформу на основе графита, способную левитировать без использования внешнего источника питания. Этот материал, обладающий высокой диамагнитностью, оказывается отличным изолятором, что минимизирует потери энергии от электропроводности.

В новом исследовании, опубликованном на портале Applied Physics Letters, ученые продемонстрировали потенциал этой магнитной технологии "без трения". Она открывает дверь к созданию новых сверхчувствительных датчиков для измерения ускорения и гравитации.

Основное внимание было уделено левитирующим системам в вакууме, которые имеют широкий спектр потенциальных применений. Это включает новые типы инерциальных и магнитных датчиков, а также решение фундаментальных проблем в квантовой науке, включая создание массивных котов Шредингера и понимание связи между гравитацией и квантовой физикой.

Исследователи продемонстрировали пассивную диамагнитную левитацию массивного генератора сантиметрового размера. Этот генератор был создан с использованием методов, обеспечивающих, что материал, несмотря на высокую диамагнитность, остается электрическим изолятором.

Применение химического покрытия порошком микроскопических графитовых шариков кремнеземом, а также включение этого покрытого порошка в воск, совместимый с высоким вакуумом, позволило создать тонкую квадратную пластину, которая магнитно левитирует над шахматной решеткой магнитов.

Эти пластины обладают другой равновесной ориентацией, чем обычный графит, благодаря их изотропной магнитной восприимчивости. Экспериментальные измерения показали, что фактор качества движения составляет Q = 1,58x10^5 для композитного резонатора размером около сантиметра с частицами в среднем размере 12 микрометров.

Важно отметить, что применение обратной связи с задержкой позволило охладить вертикальное движение частоты до 19 герц и снизить температуру центра масс на три порядка.

Этот прогресс в магнитной левитации не только открывает новые возможности для создания более точных датчиков и инструментов, но и способствует глубокому пониманию фундаментальных законов природы, связанных с гравитацией и квантовой механикой.