Levitasyon birçok araştırmacının sahip olmak isteyeceği bir süper güçtür. Yerçekimiyle mücadele etmek için çeşitli yöntemler olsa da, sadece birkaçı boşlukta bağlı olmadan yüzmekten faydalanacak ultra hassas aygıtlar için uygundur.
Japonya’nın Okinawa Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nden (OIST) bir araştırma ekibi, küçük grafit yongaları bir mıknatıs ızgarası üzerinde serbestçe gezinirken yalıtmanın bir yolunu keşfetti ve bu da onları sensör olarak çalışma kapasitelerine müdahale eden akımlara karşı önemli ölçüde daha az duyarlı hale getirdi.
Grafit diyamanyetiktir, yani manyetik alanlara karşı koyar.
Malzemenin ince bir dilimini uygun bir ferromanyetik malzemenin üzerine yerleştirerek çevresiyle bağlantısı olmayan küçük bir platform oluşturun. Çevredeki havanın tamamını ortadan kaldırarak, havada asılı duran karbon yongalar, neredeyse tüm etkileşen parçacıkların çarpma ve tıkırtılarından etkili bir şekilde ayrılabilir ve çevrelerinden izole edilebilir.
Bu durum, yerçekiminden kuantum süreçlerine kadar her şeyi izlemek için faydalı olsa da grafit katmanlar içindeki elektrik akımları, girdap sönümlemesi olarak bilinen bir fenomen yoluyla cihazın enerji kaybetmesine neden olur. Yonga ne kadar büyük olursa, bu etki o kadar belirgin olur.
Bunu önlemek için araştırmacılar mikroskobik grafit boncuklardan oluşan küçük bir kareyi silika ve ardından balmumu ile kaplayarak sistemden hızlı enerji kaybına karşı koruma sağlayan bir elektrik yalıtkanı elde ettiler.
OIST’den teorik fizikçi Jason Twamley’e göre, bu hassasiyet derecesine ulaşmak, platformu titreşimler, manyetik alanlar ve elektriksel gürültü gibi yabancı rahatsızlıklardan yalıtmak için titiz bir mühendislik gerektiriyor.
Araştırmacılar grafit parçasının hareket veya kinetik enerjisini sınırlama zorluğuyla karşı karşıya kaldılar. Bu, sistemin kuantum ölçeklerinde ölçüm yapabilen doğru bir sensör olarak işlev görmesi için gereklidir.
Bu enerji, sistemin hareketinin sürekli olarak izlendiği ve altındaki manyetik alanın grafit parçasını mümkün olduğunca hareketsiz tutacak şekilde ayarlandığı bir geri besleme döngüsü uygulanarak azaltıldı.
Twamley’e göre ısı hareket üretir, ancak sürekli izleyerek ve sisteme düzeltici önlemler şeklinde gerçek zamanlı girdi sağlayarak bu hareketi azaltabiliriz.
Geri bildirim, sistemin sönümleme oranını ya da ne kadar hızlı enerji kaybettiğini değiştirir, böylece sönümlemeyi aktif olarak yöneterek sistemin kinetik enerjisini azaltır ve böylece onu soğuturuz.
Bunun gibi platformlar üzerinde hassas bir kontrole sahip olmak, kuantum fiziğindeki en temel bulmacalardan bazılarını yanıtlamak ve yerçekiminin nereye uyduğunu bilmek için kritik önem taşıyor.
Araştırmacılara göre, teknolojinin potansiyel uygulamalarından biri, yerçekimini tek tek atomlar üzerindeki etkisini ölçerek ölçen bir atomik gravimetre. Aslında, ek çabalarla, hassasiyet açısından mevcut gravimetrelerden daha iyi performans gösterebilir.
Twamley’e göre, devam eden çabalarımız, bu teknolojinin potansiyelini tam olarak gerçekleştirmek için bu sistemleri geliştirmeye odaklanıyor.
Kaynak: Sciencealert
