En 2021, el científico turco Hamdi Ucar descubrió una nueva forma de levitación magnética, en la que imanes que giran rápidamente hacen levitar imanes cercanos. El profesor Rasmus-Björk y su equipo replicaron y estudiaron este fenómeno, que desafía la física clásica. Descubrieron que los imanes levitantes se alineaban con los imanes giratorios, creando un estado de equilibrio similar al de una peonza.
Científicos de la Universidad Técnica de Dinamarca (DTU) han confirmado la física básica detrás del fenómeno recién descubierto de la levitación magnética.
En 2021, un científico de Turquía publicó un artículo de investigación que detalla un experimento: conectar un imán a un motor para hacerlo girar rápidamente. A medida que el dispositivo se acercaba al segundo imán, éste comenzó a girar y de repente quedó suspendido en una posición fija a unos centímetros de distancia.
Si bien la levitación magnética no es nada nuevo (el ejemplo más conocido es probablemente el tren maglev, que depende de potentes imanes para sustentarse y propulsarse), el experimento ha desconcertado a los físicos porque el fenómeno no está descrito por la física clásica, o al menos no por ningún mecanismo conocido de levitación magnética.
Sin embargo, ahora es el momento. Rasmus Bjørk, profesor de la Escuela de Energía de DTU, estaba muy interesado en el experimento de Uka, por lo que replicó el experimento con el estudiante de maestría Joachim M. Hermansen y aclaró el proceso específico del experimento. Rasmus Bjørk dijo que copiar es fácil y se puede hacer usando componentes disponibles en el mercado, pero la física detrás de esto es extraña:
"Los imanes no deberían flotar cuando están cerca. Normalmente, se atraen o se repelen entre sí. Pero resulta que si giras uno de los imanes, puedes lograr flotar. Ahí es donde se vuelve extraño", dijo. "Las fuerzas que afectan a los imanes no deberían cambiar porque se gira uno de los imanes, por lo que parece haber un acoplamiento entre el movimiento y el magnetismo".
Estos resultados fueron publicados recientemente en la revista Applied Physics Reviews.
Múltiples experimentos confirman los principios físicos.
El experimento involucró varios imanes de diferentes tamaños, pero el principio era el mismo: al hacer girar un imán rápidamente, los investigadores observaron cómo otro imán, conocido como "imán flotante", comenzaba a girar a la misma velocidad mientras se fijaba rápidamente en una posición, manteniendo un estado flotante.
Descubrieron que cuando el imán flotante se bloquea en su posición, se orienta cerca del eje de rotación, hacia los mismos polos del imán del rotor. Entonces, por ejemplo, el polo norte del imán flotante sigue apuntando hacia el polo norte del imán estacionario mientras gira.
Esto es diferente de lo que se esperaría de las leyes de la magnetostática, que explican cómo operan los sistemas magnéticos estáticos. Sin embargo, resulta que la interacción magnetostática entre los imanes giratorios es lo que produce la posición de equilibrio del flotador, que es lo que Frederik L. Durhuus, estudiante de doctorado y coautor del estudio, descubrió al simular este fenómeno. Observaron un impacto significativo del tamaño del imán en la dinámica de levitación: los imanes más pequeños requieren velocidades de rotación más altas para levitar debido a su mayor inercia y son más flotantes.
"Resulta que el imán flotante quiere alinearse con el imán giratorio, pero no gira lo suficientemente rápido. Mientras se mantenga este acoplamiento, flota o flota", dijo Rasmus-Bjork. "Podemos compararlo con una peonza. Si no gira, no se sostiene, sino que se fija en su posición girando. Sólo cuando la rotación pierde energía, la gravedad, o en nuestro caso el empuje y la atracción de los imanes, será lo suficientemente grande como para superar el equilibrio".
Fuente compilada: ScitechDaily