تحقق تكنولوجيا الإرتفاع المغناطيسي قفزة مبتكرة إلى الأمام مع الباحثين في قسم الآلات الكمومية في معهد أوكيناوا للعلوم والتكنولوجيا (OIST)، مما يدفع حدود هذا المجال المتطور.
بحثهم يفحص تلك المواد يتحدى الجاذبية من خلال تعليقه دون دعم مادي.
تقدم الآثار واسعة النطاق لعملهم رؤى مثيرة للمستقبل، وتعد بإحراز تقدم ثوري في أجهزة الاستشعار وتقنيات القياس.
ما هو الإرتفاع المغناطيسي؟
التحليق المغناطيسي، والذي يُسمى غالبًا ماجليف، هو وسيلة لتعليق الأشياء في الهواء دون أي اتصال جسدي باستخدام المجالات المغناطيسية.
هذه الظاهرة المبتكرة تستغل التنافر المغناطيسي أو التجاذب بين المجالات المغناطيسية (المواد المغناطيسية) أو المغناطيس والمواد التي تصبح مغناطيسية في وجود مجال مغناطيسي.
في جوهره، يتحدى التحليق المغناطيسي الجاذبية، مما يسمح للأشياء التي تتراوح من القطارات إلى المنصات الصغيرة بالطفو.
التطبيقات
تبرز قطارات ماجليف باعتبارها التطبيق الأكثر شيوعًا للرفع المغناطيسي. تستخدم هذه التقنية القوى المغناطيسية لرفع وتحريك القطارات، مما يؤدي بشكل فعال إلى القضاء على الاحتكاك الأرضي. ونتيجة لذلك، يمكن لقطارات ماجليف السفر بشكل أسرع بكثير من القطارات التقليدية.
يؤدي قلة الاحتكاك إلى قيادة سلسة وفعالة. وفي نهاية المطاف، تكشف قطارات ماجليف عن إمكانية ظهور عصر جديد في مجال النقل، يتميز بسرعة وكفاءة غير مسبوقتين.
وفي مجال البحث والتطوير، يعد الارتفاع المغناطيسي بإحداث ثورة في تكنولوجيا الاستشعار.
ومن خلال التحليق في بيئة خاضعة للرقابة دون اتصال جسدي، يمكن لأجهزة الاستشعار تحقيق حساسية ودقة عالية، وهو أمر بالغ الأهمية لإجراء قياسات دقيقة في مختلف المجالات العلمية والصناعية.
يفتح هذا النهج المتطور آفاقًا جديدة للتقدم في التكنولوجيا والعلوم، مما يدل على الإمكانات اللامحدودة للحث المغناطيسي.
جوهر الإرتفاع المغناطيسي
في قلب هذا البحث توجد ظاهرة الإرتفاع المغناطيسي. وكما ناقشنا، تدعم هذه السياسة بالفعل تقنيات مثل القطارات المعلقة.
ومع ذلك، فريق أويست الدفع إلى حدود جديدة. قام الباحثون بقيادة البروفيسور جيسون تواملي بتصميم منصة عائمة تعمل بشكل مستقل عن أي مصادر طاقة خارجية.
تمثل المنصة، المصممة من الجرافيت والمغناطيس في الفراغ، خطوة مهمة نحو تطوير أجهزة استشعار فائقة الحساسية.
الخروج ضد الصعاب
إن الرحلة لتحقيق الارتفاع المستمر محفوفة بالعقبات. العائق الرئيسي هو “التخميد الدوامي”، وهو شكل من أشكال فقدان الطاقة في الأنظمة المتذبذبة.
تقليديًا، شكلت هذه الظاهرة تحديًا لاستخدام الارتفاع المغناطيسي في تطوير أجهزة الاستشعار. تكمن المشكلة في فقدان الطاقة التي تتعرض لها الموصلات مثل الجرافيت عند تعرضها لمجالات مغناطيسية قوية.
ردًا على ذلك، شرع فريق OIST في مشروع طموح لإنشاء منصة يمكن أن تطفو وتتأرجح إلى أجل غير مسمى دون الحاجة إلى مدخلات طاقة إضافية.
إن تحقيق حالة “خالية من الاحتكاك” للمنصة يفتح عالمًا من الاحتمالات، بدءًا من أجهزة استشعار القوة والتسارع وحتى قياسات الجاذبية بدقة غير مسبوقة.
يزيد الجرافيت من الحث المغناطيسي
ويكمن سر نجاحهم في مادة جديدة مشتقة من الجرافيت، معدلة كيميائيا لجعلها عازلا كهربائيا. يوقف هذا الابتكار فقدان الطاقة مع الحفاظ على قدرات التحليق.
وبعد ذلك، ومن خلال التجارب الدقيقة، لم يتمكن الباحثون من رفع المنصة فحسب، بل تمكنوا أيضًا من التحكم في تذبذباتها. لقد حققوا ذلك باستخدام القوى المغناطيسية المرتدة، التي تعمل على تبريد حركتها بشكل فعال.
يشرح البروفيسور تواملي هذه العملية بالتوسع: “الحرارة تسبب الحركة، ولكن من خلال المراقبة المستمرة وتقديم ردود الفعل في الوقت الحقيقي، يمكننا تقليل هذه الحركة. يعمل هذا التحكم النشط على تقليل الطاقة الحركية للنظام، وتبريده وجعله أكثر حساسية للاستخدام كجهاز استشعار.
مستقبل القياسات الدقيقة
التطبيقات المحتملة لهذه التكنولوجيا عميقة. بالإضافة إلى ذلك، إذا تم تبريد منصة Levitt بشكل كافٍ، فيمكن أن تتجاوز حساسية أجهزة قياس الجاذبية الذرية الأكثر تقدمًا. تعتمد هذه الأدوات على السلوك الذري لقياس الجاذبية.
ويتطلب تحقيق هذه الدقة عزل المنصة عن الاضطرابات الخارجية، وهو أمر يكرس فريق تواملي جهوده لمعالجته.
ما وراء الوعي
لكن طموحات وحدة الآلة الكمومية تتجاوز تكنولوجيا الاستشعار. البروفيسور يتصور Twamley استخدام مواد الرفع لإنشاء مذبذبات ميكانيكية مع تطبيقات في مجموعة واسعة من المجالات.
علاوة على ذلك، فإن هذا البحث يعزز فهمنا للتذبذبات المغناطيسية ويمهد الطريق للابتكارات. وهذا يفتح أبوابًا جديدة في تكنولوجيا الاستشعار وما بعدها.
في سعيهم لتسخير الإمكانات الكاملة للمنصات المرتفعة، لا يقوم فريق OIST فقط بطرح الأفكار؛ إنهم يدفعون حدود العلم والتكنولوجيا إلى آفاق جديدة، ويعدون بمستقبل سيستمر في التوسع.
يتم نشر الدراسة الكاملة في المجلة رسائل الفيزياء التطبيقية.
—–
هل تحب ما تقرأ؟ اشترك في النشرة الإخبارية لدينا للحصول على مقالات جذابة ومحتوى حصري وآخر التحديثات.
تفضل بزيارتنا على EarthSnap، وهو تطبيق مجاني من Eric Ralls وEarth.com.
—–
“محبي البيرة. عالم موسيقى. متعصب للإنترنت. متواصل. لاعب. خبير طعام نموذجي. خبير قهوة.”
More Stories
سوني وسيمنز تعملان على تمكين الهندسة الغامرة من خلال نظام إنشاء المحتوى المكاني الجديد المصمم باستخدام Siemens Xcelerator
يجلب تحديث Meta Quest “وضع الطيران” مع دعم القطار للمتابعة
Zapata AI ترحب بسوميت كابور في منصب المدير المالي