2021년 터키 과학자 함디 우카르(Hamdi Ucar)는 빠르게 회전하는 자석이 근처 자석을 공중에 띄우는 새로운 형태의 자기 부상을 발견했습니다. Rasmus-Björk 교수와 그의 팀은 고전 물리학을 무시하는 이 현상을 복제하고 연구했습니다. 그들은 공중에 떠 있는 자석이 회전하는 자석과 정렬되어 팽이와 유사한 평형 상태를 생성한다는 것을 발견했습니다.
덴마크 공과대학교(DTU)의 과학자들이 새로 발견된 자석 부상 현상의 기본 물리학을 확인했습니다.
2021년 터키의 한 과학자는 모터에 자석을 부착하여 빠르게 회전시키는 실험을 자세히 설명하는 연구 논문을 발표했습니다. 장치가 두 번째 자석에 접근하자 두 번째 자석이 회전하기 시작했고 갑자기 몇 센티미터 떨어진 고정 위치에서 맴돌았습니다.
자기 부상은 새로운 것이 아니지만(가장 잘 알려진 예는 아마도 양력과 추진력을 위해 강력한 자석에 의존하는 자기 부상 열차일 것입니다) 이 현상은 고전 물리학으로 설명되지 않거나 적어도 알려진 자기 부상 메커니즘으로는 설명되지 않기 때문에 물리학자들을 당혹스럽게 만들었습니다.
그러나 지금이 바로 그때이다. DTU 에너지 대학 교수인 Rasmus Bjørk는 Uka의 실험에 큰 관심을 갖고 석사과정 학생인 Joachim M. Hermansen과 함께 실험을 재현하고 실험의 구체적인 과정을 명확히 했습니다. Rasmus Bjørk는 복사가 쉽고 기성 구성 요소를 사용하여 수행할 수 있지만 그 뒤에 있는 물리학은 이상하다고 말했습니다.
"자석은 가까이 있을 때 공중에 떠 있어서는 안 됩니다. 일반적으로 자석은 서로 끌어당기거나 밀어냅니다. 하지만 자석 중 하나를 회전시키면 공중에 떠 있을 수 있다는 것이 밝혀졌습니다. 바로 여기서 이상해집니다."라고 그는 말했습니다. "자석 중 하나를 회전시키기 때문에 자석에 영향을 미치는 힘은 변하지 않아야 합니다. 따라서 운동과 자력 사이에 결합이 있는 것 같습니다."
이 결과는 최근 Applied Physics Reviews 저널에 게재되었습니다.
여러 실험으로 물리적 원리 확인
실험에는 크기가 다른 여러 자석이 사용되었지만 원리는 동일했습니다. 하나의 자석을 빠르게 회전시킴으로써 연구원들은 "부유 자석"으로 알려진 다른 자석이 호버링 상태를 유지하면서 한 위치에 빠르게 고정되면서 동일한 속도로 회전하기 시작하는 방법을 관찰했습니다.
그들은 플로트 자석이 제자리에 고정되면 회전축에 가깝게, 즉 회전자 자석의 동일한 극을 향하게 된다는 것을 발견했습니다. 예를 들어, 부유 자석의 북극은 회전하면서 고정 자석의 북극을 계속 향합니다.
이는 정자기 시스템이 어떻게 작동하는지 설명하는 정자기 법칙에서 예상되는 것과는 다릅니다. 그러나 회전하는 자석 사이의 정자기 상호 작용이 플로트의 평형 위치를 생성하는 것으로 밝혀졌으며, 이는 박사 과정 학생이자 연구 공동 저자인 Frederik L. Durhuus가 이 현상을 시뮬레이션하여 발견한 것입니다. 그들은 부상 역학에 대한 자석 크기의 중요한 영향을 관찰했습니다. 작은 자석은 더 큰 관성으로 인해 공중에 뜨기 위해 더 높은 회전 속도가 필요하고 부력도 더 높습니다.
Rasmus-Bjork는 "플로트 자석이 회전하는 자석과 정렬되기를 원하지만 충분히 빠르게 회전하지 않는 것으로 나타났습니다. 이 커플 링이 유지되는 한 떠 있거나 떠 있습니다"라고 Rasmus-Bjork는 말했습니다. "우리는 그것을 회전하는 팽이에 비유할 수 있습니다. 회전하지 않으면 서 있지 않고 회전에 의해 위치에 고정됩니다. 회전이 에너지를 잃을 때만 중력(또는 우리의 경우 자석의 밀고 당기는 힘)은 평형을 극복할 수 있을 만큼 커집니다."
컴파일된 소스: ScitechDaily