Em 2021, o cientista turco Hamdi Ucar descobriu uma nova forma de levitação magnética, na qual ímãs em rotação rápida levitam ímãs próximos. O professor Rasmus-Björk e sua equipe replicaram e estudaram esse fenômeno, que desafia a física clássica. Eles descobriram que os ímãs levitantes se alinhavam com os ímãs giratórios, criando um estado de equilíbrio semelhante ao de um pião.
Cientistas da Universidade Técnica da Dinamarca (DTU) confirmaram a física básica por trás do fenômeno recém-descoberto da levitação magnética.
Em 2021, um cientista da Turquia publicou um artigo de pesquisa detalhando um experimento: anexar um ímã a um motor para fazê-lo girar rapidamente. À medida que o dispositivo se aproximava do segundo ímã, o segundo ímã começou a girar e de repente pairou em uma posição fixa a alguns centímetros de distância.
Embora a levitação magnética não seja novidade – o exemplo mais conhecido é provavelmente o comboio maglev, que depende de ímanes poderosos para elevação e propulsão – a experiência tem intrigado os físicos porque o fenómeno não é descrito pela física clássica, ou pelo menos não por qualquer mecanismo conhecido de levitação magnética.
No entanto, agora é a hora. Rasmus Bjørk, professor da Escola de Energia da DTU, ficou muito interessado no experimento de Uka, então replicou o experimento com o aluno de mestrado Joachim M. Hermansen e esclareceu o processo específico do experimento. Rasmus Bjørk disse que copiar é fácil e pode ser feito usando componentes disponíveis no mercado, mas a física por trás disso é estranha:
"Os ímãs não deveriam pairar quando estão próximos. Normalmente, eles se atraem ou se repelem. Mas acontece que se você girar um dos ímãs, você pode conseguir pairar. É aí que fica estranho", disse ele. "As forças que afetam os ímãs não deveriam mudar porque você gira um dos ímãs, então parece haver um acoplamento entre movimento e magnetismo."
Esses resultados foram publicados recentemente na revista Applied Physics Reviews.
Vários experimentos confirmam princípios físicos
A experiência envolveu vários ímanes de tamanhos diferentes, mas o princípio era o mesmo: ao girar rapidamente um íman, os investigadores observaram como outro íman, conhecido como “íman flutuante”, começou a girar à mesma velocidade enquanto fixava rapidamente numa posição, mantendo um estado flutuante.
Eles descobriram que quando o ímã flutuante trava na posição, ele é orientado próximo ao eixo de rotação, em direção aos mesmos pólos do ímã do rotor. Assim, por exemplo, o pólo norte do íman flutuante continua a apontar para o pólo norte do íman estacionário à medida que este roda.
Isto é diferente do que seria esperado das leis da magnetostática, que explicam como funcionam os sistemas magnéticos estáticos. No entanto, verifica-se que a interação magnetostática entre os ímãs rotativos é o que produz a posição de equilíbrio do flutuador, que foi o que Frederik L. Durhuus, estudante de doutorado e coautor do estudo, descobriu ao simular esse fenômeno. Eles observaram um impacto significativo do tamanho do ímã na dinâmica da levitação: ímãs menores requerem velocidades de rotação mais altas para levitar devido à sua maior inércia e são mais flutuantes.
“Acontece que o ímã flutuante quer se alinhar com o ímã giratório, mas não gira rápido o suficiente. Enquanto esse acoplamento for mantido, ele paira ou flutua”, disse Rasmus-Bjork. "Podemos compará-lo a um pião. Se não estiver girando, ele não fica de pé, mas trava na posição girando. Somente quando a rotação perde energia a gravidade - ou no nosso caso, o empurrar e puxar dos ímãs - será grande o suficiente para superar o equilíbrio."
Fonte compilada: ScitechDaily