Affaire close sur le mystère de la raison pour laquelle un aimant en rotation peut faire léviter d’autres aimants

La lévitation magnétique est une technologie plus connue dans les trains maglev, qui permettent à un train de voyager sans friction en le soulevant de ses rails grâce à l’induction électromagnétique. Cependant, en 2021, Hamdi Ucar de Göksal Aeronautics en Turquie a laissé les physiciens perplexes après avoir démontré un phénomène qu’aucun type connu de lévitation magnétique – ni apparemment les lois de l’électromagnétisme classique – ne pouvait expliquer.

Lorsqu’un aimant permanent du « rotor » tournait à environ 200 Hz perpendiculairement à son axe nord-sud, un autre aimant, surnommé le « flotteur », pouvait léviter au-dessus de lui, tournant de manière synchrone avec le rotor avec son champ magnétique orienté perpendiculairement à l’axe de rotation du rotor. magnétisation. Il a donc développé un pôle nord ou sud permanent en haut ou en bas.

Dans un nouveau travail, Rasmus Bjørk et ses collègues de l’Université technique du Danemark ont ​​entrepris de découvrir les origines exactes de ce curieux phénomène. Ils ont découvert plusieurs nouveaux détails, tels que le fait que les flotteurs plus petits étaient assis plus loin du rotor en équilibre. Et surtout, le flotteur ne tournait pas avec son axe exactement perpendiculaire au plan du rotor mais avec un décalage d’environ 7°. Bizarrement, le pôle nord s’inclinerait vers le pôle nord du rotor et le pôle sud suivrait le pôle sud.

Après avoir examiné plusieurs autres explications possibles et utilisé des modèles informatiques pour estimer leurs contributions possibles, les chercheurs ont conclu que seul ce décalage pouvait expliquer la lévitation. L’angle entre les deux plans amène le rotor à ressentir un champ magnétique vertical, qui repousse son mouvement vers l’alignement et stabilise sa lévitation comme un gyroscope.

«Il s’avère que l’aimant flottant veut s’aligner avec l’aimant en rotation, mais il ne peut pas tourner assez vite pour le faire.» Et tant que ce couplage est maintenu, il planera ou lévitera », a déclaré Bjørk. « On pourrait le comparer à une toupie. Il ne tiendra pas debout à moins qu’il ne tourne mais soit verrouillé en position par sa rotation. Ce n’est que lorsque la rotation perd de l’énergie que la force de gravité – ou dans notre cas, la poussée et la traction des aimants – devient suffisamment importante pour briser l’équilibre.