科学者たちが古典物理学を越える磁気ホバリングの謎を解く

デンマーク工科大学（DTU）の科学者たちが新たに発見された磁石浮上現象の基本物理学を確認しました。

2021年、トルコのある科学者は、モーターに磁石を取り付けてモーターを素早く回転させる実験を詳しく説明する研究論文を発表しました。 この装置を第２の磁石の近くに持って行くと、第２の磁石が回転し始め、突然数センチ離れた固定位置から動いた。

磁気浮上は新しいものではありませんが（最もよく知られている例は、揚力と推進力に強い磁気力を使用する磁気浮上列車です）。 磁気浮上機構が知られている。

266Hzで磁石を回転させるドレメルツールを使用して磁気浮上を実証しました。 ロータマグネットは7x7x7mm3、プロッタマグネットは6x6x6mm3です。 このビデオは、研究で説明されている物理学を示しています。 クレジット: DTU。

しかし今はそうです。 DTU Energyの教授であるRasmus Bjørkは、Ucarの実験に興味を持ち、正確に何が起こっているのかを把握しながら、MSc学生Joachim M. Hermansenと一緒に実験を再現し始めました。 Rasmus Bjørkは、複製は簡単で既製のコンポーネントを使用して実行できましたが、物理的には奇妙であると述べています。

「磁石は互いに近いときに空中に浮かんではいけません。 一般的に、彼らは互いに引き寄せたり押したりします。 しかし、磁石の1つを回転させると、これらのホバリングを達成できることがわかりました。 そしてそれは奇妙な部分です。 磁石に影響を与える力は、磁石の1つを回転させても変わらないため、動きと磁力の間に結合があるようです」と彼は言います。

その結果は最近、ジャーナルに掲載されました。 物理学レビューの適用。

物理学を確認するためのいくつかの実験

実験は大きさの異なる複数の磁石を含んでいたが、原理は同じままであった。 磁石を非常に急速に回転させることにより、研究者は、「プロッタ磁石」と呼ばれる他の近接磁石が急速に固定されている間に同じ速度で回転し始める方法を観察した。 一周していた位置。

彼らは、プロッタ磁石が所定の位置に固定されるにつれて、回転軸に近づき、回転子磁石の同じ極に向かって方向付けられることを見出した。 例えば、浮遊磁石が回転している間、北極は固定磁石の北極に向かっていました。

これは、精磁器システムがどのように機能するかを説明する精子技法則に基づいて予想されたものとは異なります。 しかし、共著者であるPhD学生Frederik L. Durhuusが現象シミュレーションを使用して発見したように、回転する磁石間の精子相互作用は正確に浮遊体の平衡位置を生成する役割を果たすことがわかりました。 彼らは、怪我の力学に磁石の大きさの重要な影響を観察した。 小さな磁石は、より大きな慣性とより高い浮遊力のために、怪我のためにより高い回転速度を必要とした。

「プロッタの磁石が回転する磁石と整列したいのですが、それほど速く回転できないことがわかりました。 そして、この結合が維持される限り、それは空中に浮かぶか、空中に浮かぶでしょう。」とRasmus Bjørkは言います。

「それをコマに例えることもできます。 回転していなくても立っていませんが、回転によって所定の位置に固定されます。 回転がエネルギーを失うときだけ、重力（私たちの場合、磁石の押し上げ力）が平衡を克服するのに十分に大きくなります。

参照：Joachim Marco Hermansen、Frederik Laust Durhuus、Cathrine Frandsen、Marco Beleggia、Christian RH Bahl、およびRasmus Bjørkの「回転による磁気傷害」、2023年10月13日、 実際のレビューの適用。
DOI: 10.1103/PhysRevApplied.20.044036