Обертання одного з пари близьких магнітів змусило сусідній піднятися та левітувати у повітрі поруч. Як виявили фізики, так відбувається завдяки тому, що під час обертання одного з магнітів, його вісь зміщується. Завдяки цьому виникає статичне поле, яке утримує сусідній магніт. Про експеримент фізиків розповіло видання New Scientist, їхня стаття опублікована у Physical Review Applied.
Демонстрація левітації магніта в експерименті вчених. Joachim Marco Hermansenet al.
Навіщо вивчали левітацію магніту?
Сьогодні магнітна левітація є не лише частиною наукової фантастики, а і сучасних технологій. Наприклад, у потягах на магнітній подушці, лабораторних центрифугах чи мікророботах. Утім, для цього потрібно використовувати різні види магнітів, створювати сильні і складні магнітні поля чи використовувати дорогі матеріали, як-от надпровідники. Тому широко магнітна левітація не використовується. Набагато простіший підхід турецькі науковці знайшли у 2021 році — їм вдалося змусити левітувати постійний магніт (феромагнетик) під дією такого самого магніту, який обертали. Досі механізм появи левітації у цьому випадку пояснити не вдавалося, але наблизитися до відповіді змогли фізики Данського технічного університету.
Що зробили фізики?
Передусім вчені взялися відтворити експеримент, але в умовах, щоб точно відстежувати все, що відбувається з магнітами. Для цього вчені поставили звичайну і високошвидкісну камеру, а також систему відстеження руху, щоб точно засвідчити рух магніту, який левітує. Магніт діаметром у 19 міліметрів вчені причепили до дриля, який обертав його на швидкості від 7 500 до 17 000 обертів на хвилину. Левітувати під впливом цього магніту вчені обрали такі самі магніти, але діаметром від 5 до 30 міліметрів, щоб перевірити, чи впливає розмір.
Що виявив експеримент?
В експериментах фізиків магніт, який не обертався, очікувано почав левітувати поруч з магнітом на дрилі на висоті кількох сантиметрів нижче. Під час цього левітуючий магніт почав обертатися, причому з тою ж частотою, що і магніт на дрилі. При цьому вісь (лінія між полюсами) магніту, який обертався, на кілька градусів змістилася відносно горизонталі. Саме це невелике відхилення, вважають вчені, створює локальне статичне магнітне поле, яке врівноважує другий магніт під час левітації.
Також фізики з'ясували, що на левітацію впливає і розмір магніта: що він менший, то більша швидкість обертання другого магніта потрібна. Вчені планують продовжувати досліджувати це явище, і сподіваються, що їхні результати допоможуть розширити область застосування магнітної левітації.
- Змусити предмети левітувати можна також за допомогою звуку. Налаштовуючи акустичне поле, фізики змогли у повітрі склеїти будиночок з дерев'яних друзок і крапель клею.