غلبه بر جاذبه و شناور ماندن با آهن ربا - وبلاگ قطب نما

به گزارش وبلاگ قطب نما، دانشمندان این روزها در حال تحقیق برروی نوع نوی از شناور مغناطیسی هستند که دارای یک آهن ربای روتور در حال چرخش است که شناور را در بالای آن معلق می نماید و به این جمع بندی رسیده اند که این سبک نو شناور ضدگرانش، کاربردهای متعددی در دنیای واقعی دارد.

غزال زیاری: این آزمایش اولین بار در سال 2021 به وسیله حمدی اوکار، یک مهندس الکترونیک اهل ترکیه و یکی از اعضای تیم تحقیقاتی در دانشگاه فنی دانمارک انجام شد. آنها مفهوم مقابله با جاذبه را توسعه دادند و در ماه اکتبر نتایج یافته هایشان را منتشر کردند. در این پژوهش آنها نشان دادند که چقدر ایده فراوری و تکرار کار ساده ای است و در عین حال نشان دادند که دنیای شگفت انگیز و غیرمنتظره فیزیک تا چه حد باعث می شود تا کل فرآیند به درستی انجام شود.

شناور مغناطیسی که گاهی مگلو نیز نامیده می شود، در سرتاسر دنیا و در همه چیز، از قطارهای شناور گرفته تا ماشین آلات پرسرعت دیده می شود. اما شناور تثبیت شده با چرخش می تواند کاربردهای آینده شناور را به لطف سازگاری آن با طراحی بدون تماس ساده کند. سبک های فعلی مگلو، به سیستم های کنترلی برای تامین نیروی مغناطیسی و راهنمایی جریان های انرژی احتیاج دارند؛ در این رویکرد فقط باید یک آهن ربا به چرخش در بیاید تا دیگری را در جای خودش نگاه دارد.

پایکوبی آهن رباها

راسموس بیورک، سرپرست این مطالعه و فیزیکدان دانشگاه TU-Denmark در این باره گفته: آهن رباها زمانی که در نزدیکی هم هستند، نباید شناور شوند. آنها معمولا همدیگر را جذب یا دفع می نمایند. ولی اگر یکی از آهن رباها را بچرخانید، می توانید به این حالت معلق شدن دست پیدا کنید. این بخش عجیب ماجراست. چرا که نیرویی که بر آهن رباها تاثیر می گذارد، نباید فقط به علت چرخش یکی از آنها تغییر کند. در نتیجه به نظر می رسد که بین حرکت و نیروی مغناطیسی یک اتصال وجود دارد.

آهن ربای روتور، چرخش را انجام می دهد. اگر یک موتور بتواند آهن ربای روتور را به حرکت درآورد، قادر خواهد بود تا وظیفه معلق نگه داشتن آهن ربای دیگر که فلوتر نامیده می شود را انجام دهد. طبق گفته نویسندگان این مقاله: ما دریافته ایم که وقتی حالت شناور شدن اتفاق می افتد، فرکانس آهنربای فلوتر با آهنربای روتور قفل شده و به طرز قابل توجهی، مغناطیسی شدن فلوتر جهتی نزدیک به محور چرخش و به سمت قطب آهنربای روتور خواهد داشت.

اما چرا؟ برخلاف آنچه ممکن است از قوانین مغناطیس استاتیک انتظار برود، معلوم می شود که فلوتر مغناطیسی شدن خود را عمود بر میدان مغناطیسی روتور تراز می نماید. بیورک در این باره گفت: این حیرت انگیز است که شناور مغناطیسی در چنین سیستم نسبتا ساده ای ایجاد می شود.

این کشف بدان معناست که فلوتر می تواند به لطف تعامل، به شکلی باثبات و پایدار معلق شود. فردریک لاست دورهاس، سرپرست مطالعه و فیزیک دان TU-Denmark در این باره گفت: این برای افراد خیلی حسی و شهودی است که نیروی مغناطیسی استاتیکی که یک آهن ربا بر آهن ربای دیگر اعمال می نماید، می تواند هم جاذب و هم دافع باشد.

• رسیدن به دمای صفر مطلق شدنی است؟

• کشف یک گور مملو از گنج های شگفت انگیز

بدون چرخش، آهنربای آزاد، خواهد چرخید، پس نیرو کاملا جاذبه خواهد بود و در نتیجه آهن رباها به یکدیگر برخورد می نمایند. آنچه باعث خاص تر شدن سیستم شناور مغناطیسی تازه می شود، این است که این چرخش به خودی خود به فلوتر این امکان را می دهد تا شرایط متناقض خود، تقریبا عمود بر میدان شناور را حفظ کند؛ جایی که نیروی مغناطیسی هم آن را جذب و هم دفع می نماید.

چنین تنظیمی می تواند برای همه چیز، از به دام انداختن مغناطیسی ریزذرات گرفته تا کاربردهای روباتیک بدون لمس، کاربردی باشد و همه اینها به لطف تنظیماتی است که در مقایسه با سیستم های متکی به جریان، بسیار ساده شده اند.

بیورک در این باره ادامه داد: نکته کلیدی در آزمایش ما در نشان دادن شناوری مغناطیسی این است که درک آن بسیار ساده است.

منبع: popularmechanics