Adrian Skov / Oist
Üç yuvarlak mıknatıstan oluşan bir yığının üzerinde yüzen siyah grafit diskin fotoğrafı
Küçük bir grafit disk havada yüzer ve bir vakum odasındaki mıknatıs halkasının üzerinde serbestçe döner. Fiziksel temas olmadan, enerji olmadan, neredeyse hiç yavaşlama olmadan, günlük sürtünmeye meydan okuyor gibi görünen bir şekilde dönmeye devam ediyor; ancak bu, kesin fizik kurallarını takip ediyor.
O pirolitik grafit Bu tuhaf bir malzeme. Çoğu maddenin aksine, manyetik alanları aktif olarak iter. Mıknatısların doğru düzeni üzerine yerleştirildiğinde, herhangi bir aktif kontrol veya enerji kaynağı olmadan oda sıcaklığında havaya yükselmek için yeterli kuvvet uygular.
Yeni bir çalışmada, Japonya’daki Okinawa Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nden bir araştırmacı ekibi “manyetik tuzak” iki merkezi silindiri çevreleyen beş katman halka şeklinde mıknatısla.
Her katman, bir grafit diskin yüzeyden yaklaşık 0,82 milimetre yükseklikte yüzmesini sağlayan sabit bir alan oluşturmak için kuzey ve güney kutuplarını değiştirir. Küçük grafit disk Havada yüzer, fiziksel temas olmadan serbestçe dönerenerjisiz ve neredeyse hiç yavaşlama olmadan dönmeye devam ediyor
Diskin dönüşünü izlemek için yazarları çalışmakCuma günü yayınlandı Doğa İletişimi, yüzeyini beyaz bir noktayla işaretledi boyayı alıp hareketi algılama konusunda uzmanlaşmış bir kamerayla filme aldı.
Atmosfer basıncının yaklaşık milyonda biri olan 5 × 10⁻⁵ pascal’a yaklaşan basınçlarda bile, disk dönmeye devam etti neredeyse hiç yavaşlama olmadan, diyor Çalışma Bulguları.
Normal hava basıncında diskin dönüşü esas olarak yavaşlar. hava molekülleriyle çarpışmalar. Daha yüksek basınçlar daha fazla çarpışma ve daha hızlı yavaşlama anlamına gelir.
Araştırmacılar, atmosferik seviyelerden vakuma yakın koşullara kadar farklı basınçlarda diskin dönüşünün bozulma hızını ölçtüler. Yüksek basınçlarda, gazlı çarpışmalar hakim.
Ara aralıklarla, sönümleme oranı doğrusal olarak ölçeklendirilir Tam olarak teorinin yüzeyden seken moleküller için öngördüğü gibi basınçla.
Ancak çok düşük basınçlarda başka bir faktör devreye girdi. Gaz molekülleri diske nadiren ulaşacak kadar az olduğunda bile, yaklaşık 0,1 Pascal’ın altında küçük bir sönümleme miktarı devam etti.
Bu artık sönüm kusurlu simetriden kaynaklanıyordu. Deney platformu bir derecenin küçücük bir kısmı kadar hafif bile eğildiğinde, yerçekimi diskin kütle merkezini merkezi eksenden kaydırdı manyetik alanın.
Diskin yeri değiştirildiğinde, diskin dönüşü küçük bir etki yarattı. girdap akımlarıÇünkü diskin farklı kısımları dönerken farklı manyetik kuvvetlere maruz kalıyordu.
Ekip, soruşturma için cihazı kasıtlı olarak eğdi sabit basıncı koruyarak çeşitli açılarda. Sönümleme oranı, eğimle birlikte dramatik bir şekilde arttı ve sadece yarım derecelik bir hizasızlıkla büyüklük sırasına göre arttı.
Araştırmacılar sönümlemenin yaklaşık olarak arttığını doğruladı diskin yanal yer değiştirmesinin gücüne göre mükemmel simetriyle ilgili olarak.
Bilgisayar simülasyonları bu modeli doğruladısimetri ekseninden 0,05 milimetreden daha büyük yer değiştirmeler için sönümün takip edildiğini gösterir neredeyse mükemmel bir güç yasası ilişkisi.
Geriye doğru tahmin yapıldığında, veriler parazitik sönümlemenin güçlü bir şekilde olduğunu gösterdi. sıfır yer değiştirmeyle tamamen ortadan kaybolacaktımükemmel simetri noktasında.
Araştırmacılar aynı diski farklı bir mıknatıs düzeni üzerinde havaya kaldırdıklarında — silindirik düzenleme yerine dama tahtası benzeri bir desen — Diskin dönüşü, dairesel şeklinin bozulmamasına rağmen hızla dağıldı.
Dama tahtası desenindeki dönme simetrisinin olmaması, dönen disk üzerindeki her noktanın oluşmasına neden oldu. Sürekli olarak değişen manyetik alanları deneyimleyin, üreten Enerjiyi tüketen parazit akımlar.
Temassız neredeyse sonsuza kadar dönen bir rotor pratik uygulamalara sahiptir. Bu prensibe dayanan jiroskoplar, dönüşleri tespit etmede benzeri görülmemiş bir hassasiyete ulaşabilir ve dönme hareketini ölçmek Dünya’nın veya küçük açısal ivmelerin uzay navigasyonu.
Basınç sensörleri, ultra yüksek vakum odalarındaki vakum seviyelerini değerlendirmek için halihazırda dönen rotorlar kullanıyor. Daha düşük sönümleme araçları daha fazla hassasiyet yavaşlamaya neden olan kalan birkaç gaz molekülüne.
Sistem ayrıca sahip olabilir temel fizikteki uygulamalar: Makroskobik dönen nesneler, kuantum mekaniğini büyük ölçeklerde test etmek veya vakum sürtünmesi gibi ince etkileri aramak için kullanılabilir; boş uzayın tek başına dönen nesneler üzerinde hafif bir sürükleme uygulayabileceği fikri.
