وفي عام 2021، اكتشف العالم التركي حمدي أوجار شكلاً جديدًا من أشكال الارتفاع المغناطيسي، حيث تقوم المغناطيسات التي تدور بسرعة برفع المغناطيسات القريبة. قام البروفيسور راسموس بيورك وفريقه بتكرار ودراسة هذه الظاهرة التي تتحدى الفيزياء الكلاسيكية. ووجدوا أن المغناطيسات المعلقة تتماشى مع المغناطيسات الدوارة، مما يخلق حالة من التوازن مماثلة لحالة القمة.
أكد العلماء في الجامعة التقنية في الدنمارك (DTU) الفيزياء الأساسية وراء ظاهرة رفع المغناطيس المكتشفة حديثًا.
في عام 2021، نشر عالم من تركيا ورقة بحثية تشرح بالتفصيل تجربة: ربط مغناطيس بمحرك لجعله يدور بسرعة. ومع اقتراب الجهاز من المغناطيس الثاني، بدأ المغناطيس الثاني في الدوران ويحوم فجأة في وضع ثابت على بعد بضعة سنتيمترات.
في حين أن الارتفاع المغناطيسي ليس شيئًا جديدًا - ربما يكون المثال الأكثر شهرة هو قطار ماجليف، الذي يعتمد على مغناطيسات قوية للرفع والدفع - فقد حيرت التجربة علماء الفيزياء لأن هذه الظاهرة لم يتم وصفها في الفيزياء الكلاسيكية، أو على الأقل ليس من خلال أي آلية معروفة للارتفاع المغناطيسي.
ومع ذلك، فقد حان الوقت الآن. كان راسموس بيورك، الأستاذ في كلية الطاقة بجامعة DTU، مهتمًا جدًا بتجربة أوكا، لذلك قام بتكرار التجربة مع طالب الماجستير يواكيم إم هيرمانسن وأوضح العملية المحددة للتجربة. قال راسموس بيورك إن النسخ أمر سهل ويمكن إجراؤه باستخدام مكونات جاهزة، لكن الفيزياء التي تقف وراءه غريبة:
وقال: "لا ينبغي للمغناطيسات أن تحوم عندما تكون قريبة. في العادة، إما أن تتجاذب أو تتنافر. ولكن اتضح أنه إذا قمت بتدوير أحد المغناطيسات، يمكنك تحقيق التحليق. وهنا يصبح الأمر غريبًا". "يجب ألا تتغير القوى المؤثرة على المغناطيسات لأنك تقوم بتدوير أحد المغناطيسات، لذلك يبدو أن هناك اقترانًا بين الحركة والمغناطيسية."
وقد نُشرت هذه النتائج مؤخرًا في مجلة Applied Physics Review.
تؤكد التجارب المتعددة المبادئ الفيزيائية
تضمنت التجربة عدة مغناطيسات بأحجام مختلفة، لكن المبدأ كان هو نفسه: من خلال تدوير مغناطيس واحد بسرعة، لاحظ الباحثون كيف بدأ مغناطيس آخر، يُعرف باسم "المغناطيس العائم"، في الدوران بنفس السرعة مع تثبيته بسرعة في موضع واحد، مع الحفاظ على حالة التحليق.
ووجدوا أنه عندما يثبت المغناطيس العائم في موضعه، فإنه يتم توجيهه بالقرب من محور الدوران، نحو نفس أقطاب المغناطيس الدوار. لذلك، على سبيل المثال، يظل القطب الشمالي للمغناطيس العائم متجهًا نحو القطب الشمالي للمغناطيس الثابت أثناء دورانه.
وهذا يختلف عما يمكن توقعه من قوانين الاستاتيكا المغناطيسية، التي تشرح كيفية عمل الأنظمة المغناطيسية الساكنة. ومع ذلك، فقد تبين أن التفاعل المغناطيسي بين المغناطيسات الدوارة هو ما ينتج موضع توازن العوامة، وهو ما اكتشفه فريدريك إل دورهوس، طالب الدكتوراه والمؤلف المشارك في الدراسة، من خلال محاكاة هذه الظاهرة. لقد لاحظوا تأثيرًا كبيرًا لحجم المغناطيس على ديناميكيات التحليق: تتطلب المغناطيسات الأصغر سرعات دوران أعلى لتحلق في الهواء بسبب قصورها الذاتي الأكبر وتكون أكثر طفوًا.
وقال راسموس بيورك: "اتضح أن المغناطيس العائم يريد أن يتماشى مع المغناطيس الدوار، لكنه لا يدور بسرعة كافية. وطالما تم الحفاظ على هذا الاقتران، فإنه يحوم أو يطفو". "يمكننا مقارنتها بالقمة الدوارة. إذا لم تكن تدور، فإنها لا تقف، ولكنها تثبت في موضعها عن طريق الدوران. فقط عندما يفقد الدوران الطاقة، ستكون الجاذبية - أو في حالتنا دفع وسحب المغناطيس - كبيرة بما يكفي للتغلب على التوازن."
المصدر المجمع: ScitechDaily