日本、外部動力なしで空中浮揚を実演

日本の沖縄科学技術研究所（OIST）量子科学技術理論物理学研究者ジェイソン・トワリー（Jason Twamley）が率いる研究チームが外部エネルギー源を使わずに公衆扶養の実演に成功した。 チームはこれらの偉業を達成するために新しい素材を開発しました。

超伝導体または半磁性物質（磁場によって反発する可能性がある物質）で作られた物体は磁石の上に浮かぶことがあります。 この原理は、超伝導磁石が強い磁場を生成し、反磁性物質が空中に浮かんで電車などの物体が高速で移動できる磁気浮上にも使用されます。

この技術は、日常的な使用のためのさまざまな高度なセンサーを考案し、科学を発展させるためにも使用できます。 Twamleyの研究室では、空中浮揚材料を使用して非常に敏感なセンサーを開発するために使用できる発振器を作成しています。 外部エネルギー源を使用せずにこれらの発振器を作動させると、配置が容易になる可能性があります。これはOIST研究チームが始めたことです。 彼らが直面したのは一連の挑戦でした。

克服すべき障害物

OISTの研究者が目指した装置は「無摩擦」プラットフォームでした。 ただし、外部電源がないと、システムは時間の経過とともにエネルギーを失います。 外部力によって振動システムがエネルギーを失うことになるので、これを「渦傷減衰」といいます。

克服すべきもう一つの障害は、システムの運動エネルギーを最小限に抑えることです。 これは、センサーとして使用される場合、システムの感度を向上させるのに役立つ可能性があるため、必要です。 運動運動が量子領域までさらに冷却される場合、より正確な測定可能性も開くことができます。

これを達成するために研究陣は黒鉛を活用した新素材の開発に集中した。 炭素の最も安定した形態の一つであるグラファイトは良い導電体です。 しかし、研究チームは、微細な黒鉛ビーズをシリカで化学的にコーティングした後、ワックスと混合することによって黒鉛を絶縁体に変形させました。 この変化はエネルギー損失を減らすのに役立ち、真空中で空中に浮かぶことができると報道資料は述べた。

クーリングダウン運動

実験設定では、研究者はプラットフォームの動きを継続的に監視しました。 彼らはフィードバック磁力を使って動きを弱めました。 実際、チームは動きを冷やして速度も遅くすることができました。

「熱は動きを引き起こしますが、システムに対する修正措置の形で継続的に監視し、リアルタイムのフィードバックを提供することによって、これらの動きを減らすことができます」とTwamleyは説明しました。 プレスリリース。 「フィードバックはシステムの減衰率、つまりエネルギー損失の速度を調整するため、減衰を積極的に制御することでシステムの運動エネルギーを減らして効果的に冷却します.」

研究者らは、システムをさらに冷却することで、プラットフォームが原子の挙動を使用して重力を正確に測定する装置である最も敏感な原子重力計よりも性能が優れていると信じています。

Twamleyは、「このレベルの精度を達成するには、振動、磁場、電気ノイズなどの外部妨害要素からプラットフォームを隔離するための厳しいエンジニアリングが必要です」と付け加えました。 「私たちの継続的な仕事は、この技術の可能性を最大限に活用するためにこれらのシステムを改善することに焦点を当てています。」

研究結果は次のように出版された。 応用物理学の手紙。