Havaya Yükselmede Buluş: Bilim Adamları Harici Güç Gerektirmeyen Havaya Yükselme Diski Oluşturdu

Okinawa Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (OIST) bilim insanları, havaya yükselme Sihirli bir şekilde hareket etmek için hiçbir harici güce ihtiyaç duymayan, neredeyse sürtünmesiz, makroskobik bir havaya uçan disk yaratarak çığır açan bir buluş. batmadan yüzmek bir dizi yukarıda nadir toprak mıknatıslar.

Tarihi başarının arkasındaki araştırmacılar, havaya direnen disklerin olduğuna inanıyor manyetik Hassasiyetini azaltabilecek girdap kuvvetleri, son derece küçük kuvvetleri ölçmek için tasarlanmış sensörlere uyarlanabilir. Bunlar etkileşimleri içerir karanlık madde Ve karanlık enerjive ayrıca içinde bulunanlar kuantum alemi.

Bir göre ifade En son havaya yükselme atılımını duyuran bu mikro ölçekli cihazlar, doğruluklarını ve çalışma yeteneklerini etkileyebilecek çevresel faktörlere karşı "son derece hassastır". Tersine, oda sıcaklığında çalışan makro ölçekli manyetik kaldırma sistemlerinin, atomik parçacıkları askıya alan mikro ölçekli sistemlerden farklı olarak, yerçekimine tepki verdikleri için "daha basit ve çevreye çok daha dayanıklı" olduğunu belirtiyorlar.

Teorik olarak bu, bu sistemleri ölçmek için tasarlanmış deneyler için çok uygun hale getirir. yerçekimi etkileri ve ekibin "kuantum ve klasik fizik arasındaki sınırda temel araştırma" olarak tanımladığı şey. Yine de bu sistemler, girdap akımı sönümlemesi olarak bilinen manyetik bir etkiyle sınırlıdır.

Örneğin, iletken malzemeler mıknatıslardan daha uzağa taşındığında, iletken malzeme içinde girdap adı verilen elektronların dolaşan manyetik akımları oluşur. Ekip, girdap akımlarının, hızlı trenlerde ve elektrikli aletler için frenlerde kullanılanlar gibi pratik faydalara sahip olabileceğini belirtiyor. Bununla birlikte, fiziksel olayları ölçmek için manyetik olarak kaldırılan bir rotor kullanmak istenirse, "bu sürtünmenin sorunlu olduğunu" belirtiyorlar.

"Bu özellikle rotorlar söz konusu olduğunda kullanışlıdır, çünkü hem klasik hem de kuantum fiziğindeki diğer fenomenlerin yanı sıra yer çekimini, gaz basıncını, momentumu ölçmek için kullanılan tork ve açısal momentum sürtünmeden güçlü bir şekilde etkilenebilir" diye açıklıyorlar. "Rotorun serbestçe askıya alınması bu rahatsızlıkları büyük ölçüde azaltabilir."

OSIT ekibi daha önce silikayla kaplanmış ve bir balmumu tabakasına gömülmüş grafit tozundan makro ölçekli, manyetik havaya yükselen kare bir plaka oluşturarak bu sorunun üstesinden gelmeye çalışmıştı. Ekip, balmumu ortamının girdap akımlarını sönümlemek için dahil edildiğini, çünkü bunların tüm plaka yerine grafit tozu tanecikleriyle sınırlı kalacağını söyledi.

Son versiyon, yerçekimindeki son derece küçük değişiklikleri tespit edebilen hassas ivmeölçerlerin "yolunu açtı". Çay, kendi tasarımlarını kullanan bir cihazın, yaklaşımın konseptinin bir kanıtı olarak yakın zamanda uzaya fırlatıldığını belirtiyor. Teorik olarak ODIT ekibi, uzayda çalışan böyle bir cihazın "diğer temel fizik sorularının yanı sıra karanlık madde etkileşimlerini ve gravimetrik dalgaları incelemeye yardımcı olabileceğini" söyledi.

Yine de mum diski yaklaşımının sınırlamaları vardı. Araştırmacılara göre tasarım, sistemin genel havaya yükselme gücünü önemli ölçüde azalttı ve "dönüşünü takip etmek için kullanılan bir ayna gibi ilave ağırlık sistemi bozabileceğinden onu diğer sistemlere entegrasyona daha az uygun hale getirdi."

Havaya Yükselme Teknolojisine Doğru Yeni Bir Yol

Her ne kadar sihirbazlar, yanılsama Havaya uçan nesneler arasında, bilim insanları zaten son derece küçük kuvvetleri ölçmek için havaya yükselmeyi kullanıyor. Geçmişte, Bilgilendirme bilim adamlarının nasıl kullandıklarını bildirdi akustik havaya yükselme ve faydaları elektrikli kaldırma algılama uygulamalarında Yine de, bu tür havaya yükselme deneyleri genellikle pahalı ekipman ve karmaşık kurulumlar gerektiriyor ve bu da bilim adamlarının bu olgunun benzersiz faydalarından nasıl yararlanabileceğini sınırlıyor.

Mevcut tasarımlarını geliştirmeyi ümit eden ekip, balmumu ve tanecikleri ortadan kaldırarak saf grafitten tamamen yeni bir havaya yükselen disk yarattı. Ekip, bu tasarımın güçlü kaldırma kuvvetini koruduğunu ve teorik olarak "ideal bir sistemde girdap akımı sönümlemesini tamamen ortadan kaldırdığını" söyledi.

Birim başkanı ve çalışmanın kıdemli yazarı Profesör Jason Twamley, "Plaka tasarımı, yukarı ve aşağı hareket ederken hafif girdap akımı sönümlemesi yaşıyor, çünkü manyetik güç veya akı değişiyor ve silika kaplı grafit tanecikleri içinde girdap akımları oluşturuyor" diye açıkladı. "Ancak rotor, mıknatısların üzerindeki merkezi ekseni etrafında dönerken aynı manyetik alanda kalır. Akıda bir değişiklik yaşanmaz ve bu nedenle girdap akımı sönümlemesini ortadan kaldırır."

Havaya uçan diskin özelliklerini bilgisayar simülasyonlarında modelledikten sonra araştırmacılar, yaklaşımlarını matematiksel olarak kanıtladılar. Tasarımlarına güvenen ekip, herhangi bir harici güç kaynağı olmadan ve yalnızca dört basit parçadan oluşan makro ölçekli havaya uçan diski inşa etti: üç nadir toprak mıknatısı ve diskin kendisi.

Tasarım başarılı olmasına rağmen ekip, sistemlerini iyileştirmeye yönelik sonraki adımların, "ideal eksenel simetriyi elde etmek için grafit plakanın ve mıknatısların hassas şekilde işlenmesini ve mükemmel bir vakuma mümkün olduğunca yaklaşarak hava sürtünmesinin azaltılmasını" içerdiğini söyledi. Prof. Twamley, bu ayarlamalarla, makro ölçekli havaya yükselen diskin, "nanometre yerine milimetre ölçeğinde" çalışan son derece hassas sensör tasarımları için mükemmel şekilde uygun olacağına inanıyor.

Araştırmacı, "Hassas ve güvenilir jiroskoplar olarak hizmet verecek şekilde döndürülebilir veya kuantum rejimine döndürülerek soğutulabilir" diye açıkladı. "İkincisi ile özellikle ilgileniyoruz, çünkü bu, vakum yerçekimi ve rotasyonel süperpozisyon gibi kuantum olgularının makroskobik düzeyde incelenmesi için çok umut verici bir platform."

Ünitedeki doktora öğrencisi ve makalenin baş yazarı Daehee Kim, yalnızca bir santimetrelik grafit disk ve bir avuç nadir toprak mıknatısı kullanan bir kurulumun, tasarımın eksenel simetrisi nedeniyle herhangi bir girdap akımı yaşamayan "diyamanyetik olarak yükselen bir rotorun" nasıl inşa edileceğini hem analitik hem de deneysel olarak nasıl gösterdiğini belirterek bu görüşe katıldı.

Kim, "Dönüşünü yeterince yavaşlatabilirsek, hareketi kuantum rejimine girecek ve bu da kuantum araştırmaları için tamamen yeni bir platformun kapısını açabilir" dedi.

Çalışma “Girdap kaybını önleyen ultra düşük dönme sönümlemeli, manyetik olarak kaldırılan iletken rotor” İletişim Fiziği'nde yayınlandı.

Christopher Plain, Bilim Kurgu ve Fantazi roman yazarı ve The Debrief'te Baş Bilim Yazarıdır. Onu takip edin ve onunla bağlantı kurun X, onun kitapları hakkında bilgi edinin plainfiction.comveya doğrudan şu adrese e-posta gönderin: [email protected].