Вчені створили унікальний "літаючий" матеріал: як працює винахід і чим допоможе людству

Про яке дослідження йдеться

Дослідники з підрозділу квантових машин Окінавського інституту науки й технологій (OIST) в Японії вивчають так звані левітаційні матеріали - речовини, які можуть залишатися "підвішеними" у стабільному положенні без будь-якого фізичного контакту чи механічної підтримки.

Згідно з результатами нещодавнього дослідження, науковцям вдалося створити новітній матеріал на основі графіту, що здатний "літати" за допомогою магнітного поля.

Для перевірки теорії, професор Джейсон Твамлі (керівник підрозділу) спільно з командою дослідників OIST і міжнародних співробітників розробив спеціальну "плавучу" платформу у вакуумі за допомогою графіту та магнітів.

Платформа левітує за допомогою магнітного поля (фото: oist.jp)

Як "працює" новітній матеріал

Найпоширеніший тип левітації виникає за допомогою магнітного поля, тому створена вченими платформа "працює" без використання зовнішніх джерел живлення.

Вона складається з:

• графітових кульок зі спеціальним хімічним порошковим покриттям
• набору магнітів, розташованих у вигляді сітки знизу

Принцип "роботи" платформи полягає в тому, що матеріали, які відштовхують магнітне поле (у цьому дослідженні це - графіт), створюють власне магнітне поле у протилежному напрямку. Це дає їм змогу левітувати, ігноруючи гравітацію.

Під час створення нового матеріалу з графіту, дослідники змінили його хімічно і в такий спосіб перетворили на "електричний ізолятор", який зупиняє втрату енергії та дає змогу матеріалу левітувати.

Графітові мікрочастинки зі спеціальним ізоляційним покриттям - зелені області вказують на наявність кремнію (інфографіка: oist.jp)

Як магнітна левітація може допомогти людству

На думку вчених, якщо звести кількість рухів шматка графіту до мінімуму, можна створити спеціальні датчики, які зможуть виявляти зміни гравітації аж до атомного рівня.

Автори дослідження пояснюють, що тепло спричиняє рух, але шляхом постійного спостереження та за допомогою забезпечення зворотного зв'язку в режимі реального часу у вигляді коригувальних дій цей рух можна зменшити.

По суті, оскільки зворотний зв'язок регулюватиме швидкість втрати енергії, це зменшуватиме кінетичну енергію системи та охолоджуватиме її.

В цілому, створення платформи, яка вільно левітує й не потребує зовнішніх джерел енергії, може допомогти науковцям:

• у розробці надчутливих датчиків для високоточних і ефективних вимірювань (як для наукових, так і для побутових цілей)
• у створенні нових сенсорних технологій
• у подальшому дослідженні поведінки атомів і точного вимірювання гравітації

Нині вчені працюють над удосконаленням створеної системи - щоб усунути зайві зовнішні "збурення" й використовувати новітню технологію для подальших досліджень.