Mokslininkų komanda iš Okinavos mokslo ir technologijos instituto pristatė atradimą, kuris dar visai neseniai atrodė neįmanomas. Jiems pavyko sukurti sistemą, kurioje grafito diskas levituoja ir sukasi visiškai be pasipriešinimo.
Šis pasiekimas gali pakeisti požiūrį į tiksliuosius matavimus ir pažangius fizikos eksperimentus, atverdamas naują etapą technologijų raidoje. Eksperimento esmė, tai specialiai sukurta magnetų sistema, pasižyminti tobulai ašine simetrija.
Tyrėjai naudojo vos vieno centimetro skersmens pirolitinio grafito diską, pakibantį virš retųjų žemių magnetų. Svarbiausias pasiekimas, tai visiškas sūkurinių srovių pašalinimas, kurios paprastai sukelia energijos nuostolius ir trukdo sukurti stabilų bevaržį sukimąsi.
Kaip veikia šis unikalus principas?
Levitacijos sistema pagrįsta tuo, kad diskas išlieka pastoviame magnetiniame lauke, sukdamasis aplink centrinę ašį. Kadangi magnetinis srautas nekinta, neatsiranda sūkurinių srovių, todėl energijos nuostolių beveik nėra.
Tyrėjai pateikė ne tik praktinį bandymo rezultatą, bet ir matematinį įrodymą, pagrindžiantį jų teoriją. Skaičiavimai rodo, kad idealiomis sąlygomis elektros srovės tankis besisukančiame diske yra visiškai nulinis.
Net ir realiomis sąlygomis, esant itin žemam slėgiui, energijos praradimai yra minimalūs ir kyla tik dėl menkiausių netikslumų eksperimento įrangoje. Pasak mokslininkų, šiuos likučius galima dar labiau sumažinti, tobulinant aplinkos stabilumą ir kontrolę.
Naujos galimybės tiksliesiems matavimams
Ši technologija atveria dideles perspektyvas kuriant itin tikslius jutiklius ir gyroskopus. Kadangi bevaržiai rotoriai gali veikti be trinties, jie galėtų aptikti net mikroskopinius pagreičio, kampo ar slėgio pokyčius.
Pasak projekto vadovo Jasono Tvamlejaus, tokie įrenginiai gali veikti itin tiksliai ir patikimai, o trinties nebuvimas leidžia jiems išlaikyti stabilumą be nuolatinės kalibracijos.
Kai rotoriumi sukurtas diskas sulėtinamas ir atšaldomas iki kvantinio režimo, jis gali patekti į būseną, kurioje nebegalioja klasikiniai fizikos dėsniai. Tai leistų atlikti bandymus su makroskopinėmis kvantinėmis superpozicijomis ir giliau suprasti ribą tarp klasikinio bei kvantinio pasaulių. Tokie tyrimai galėtų priartinti prie atsakymų į klausimus apie pačios visatos prigimtį.
Keli žingsniai iki tobulumo
Tyrėjai pažymi, kad dar reikia spręsti kai kuriuos praktinius iššūkius. Vienas svarbiausių veiksnių yra aplinkos slėgis, nes aukštesniame slėgyje didesnius nuostolius lemia sąveika su dujų molekulėmis, o esant labai žemam slėgiui pasireiškia simetrijos pažeidimai.
Matavimai parodė, kad slopinimo koeficientas siekia vos 5,5 × 10^-5 herco, kas atitinka vos 18 mikrometrų netolygumą. Mokslininkai tikisi, kad pasiekus mikroradianų tikslumą bus įmanoma sumažinti energijos praradimus iki beveik neaptinkamo lygio.
Ši technologija jau buvo išbandyta kosmose tiriant tamsiąją materiją ir gravitacines bangas. Dabar, kai teorija ir praktika susijungė, šis metodas gali tapti pagrindu naujai itin tikslių matavimo prietaisų erai ir padėti žmonijai dar giliau pažinti visatos dėsnius.
