على تعويم
أظهر فريق من الباحثين في وحدة الآلات الكمومية في معهد أوكيناوا للعلوم والتكنولوجيا (OIST) في اليابان قطعة صغيرة من الجرافيت “الخالي من الجاذبية” لتحلق بشكل مثالي تقريبًا فوق شبكة من المغناطيسات.
إلى جانب كونها عرضًا رائعًا للارتفاع المغناطيسي، فإن منصة الباحثين لا تعتمد على أي مصادر طاقة خارجية، كما هو مفصل في ورقة بحثية جديدة نُشرت في المجلة. رسائل الفيزياء التطبيقية – وهو ما يقولون إنه يجعله مناسبًا تمامًا لتطوير جيل جديد من أجهزة الاستشعار شديدة الحساسية للاستخدامات العلمية وعلى مستوى المستهلك.
هذا المحتوى المضمن غير متوفر في منطقتك.
قطار الجاذبية
أنشأ الفريق منصة عائمة تتكون من حبات الجرافيت المطلية بمسحوق كيميائي ومجموعة من المغناطيسات مرتبة في نمط شبكي أدناه.
يعمل نظامهم الجديد على تحسين التكرارات السابقة من خلال الاستغناء عن الحاجة إلى أي قوة خارجية. عادةً ما يفقد التحليق المغناطيسي الطاقة من خلال الطاقة الحركية، أو “التخميد الدوامي”.
يعد الجرافيت أيضًا موصلًا كهربائيًا قويًا للغاية ويفقد الطاقة عن طريق تدفق التيارات الكهربائية عبره. ولهذا السبب لم يظهر التحليق المغناطيسي كوسيلة لتطوير أجهزة الاستشعار المتقدمة.
ومع ذلك، من خلال تقليل كمية حركة قطعة الجرافيت الصغيرة، يأمل الفريق في السماح بتطوير أجهزة استشعار يمكنها اكتشاف التغيرات في الجاذبية وصولاً إلى المستوى الذري.
قال قائد الفريق والباحث في الآلات الكمومية في OIST Jason Twamley في بيان: “الحرارة تسبب الحركة، ولكن من خلال المراقبة المستمرة وتوفير ردود الفعل في الوقت الحقيقي في شكل إجراءات تصحيحية للنظام، يمكننا تقليل هذه الحركة”. “تعمل ردود الفعل على ضبط معدل تخميد النظام، وهو مدى سرعة فقدان الطاقة، لذلك من خلال التحكم الفعال في التخميد، نقوم بتقليل الطاقة الحركية للنظام، وتبريده بشكل فعال.”
ونتيجة لذلك، يمكن للمنصة “أن تتفوق حتى على أجهزة قياس الجاذبية الذرية الأكثر حساسية التي تم تطويرها حتى الآن”، وفقًا لتواملي. “هذه أدوات متطورة تستخدم سلوك الذرات لقياس الجاذبية بدقة.”
ويعمل الفريق الآن على التخلص من المزيد من “الاضطرابات الخارجية مثل الاهتزازات والمجالات المغناطيسية والضوضاء الكهربائية” لتحسين نظامهم بشكل أكبر.
على سبيل المثال، يمكن استخدام مثل هذه التكنولوجيا لتحسين المذبذبات الميكانيكية، والتي تستخدم لقياس الحركة الدورية في أي شيء من الساعات إلى دوائر الراديو.
المزيد عن الإرتفاع المغناطيسي: المطالبة بالموصل الفائق “في درجة حرارة الغرفة” يمزق العالم العلمي