为什么一个旋转的磁体可以使其他磁体悬浮的谜团已经结案了

2023-11-23 12:39来源:大智报

磁悬浮技术最为人所知的是磁悬浮列车,它通过电磁感应使列车脱离轨道,从而使列车在没有摩擦的情况下行驶。然而,在2021年,土耳其Göksal航空学的哈姆迪·乌卡尔(Hamdi Ucar)展示了一种没有已知类型的磁悬浮——或者似乎根本无法用经典电磁学定律来解释的现象,这让物理学家们摸不着头。

当一个永久的“转子”磁铁垂直于其南北轴以200赫兹左右的速度旋转时,另一个绰号为“浮子”的磁铁可以悬浮在它上面,与转子同步旋转,其磁场垂直于转子的磁化轴。因此,它在顶部或底部形成了一个永久的北极或南极。

在新的研究中,丹麦科技大学的Rasmus Bjørk和他的同事们着手发现这一奇怪现象的确切起源。他们发现了一些新的细节,比如较小的漂浮物在平衡状态下离转子更远。最关键的是,漂浮物旋转时,其轴线并没有完全垂直于转子的平面,而是偏离了大约7°。奇怪的是,北极会向转子的北极倾斜,而南极会跟随南极。

在考虑了其他几种可能的解释并使用计算机模型来估计它们可能的贡献之后,研究人员得出结论,只有这种抵消才能解释悬浮现象。两个平面之间的角度使旋翼感受到垂直磁场,这将其运动推向对齐,并像陀螺仪一样稳定其悬浮。

“事实证明,漂浮磁铁想要与旋转磁铁对齐,但它的旋转速度不够快。”只要这种耦合保持下去,它就会悬浮在空中。”你可以把它比作旋转的陀螺。除非它在旋转,否则它不会站立,而是被旋转锁定在位置上。只有当旋转失去能量时,引力——或者在我们的例子中,磁铁的推力和拉力——才会变得足够大,从而打破平衡。”

蒂姆·沃根报道

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