Una nueva plataforma de levitación sin energía eléctrica promete el desarrollo de una generación de sensores de gravedad de nivel atómico
La ciencia trabaja día a día para lograr un futuro de vehículos y plataformas que levitan, sin soporte o energía. Ese escenario se construye con avances discretos como el perfeccionamiento de materiales o la creación de instrumentos de medición novedosos. Una placa modificada microscópicamente para flotar sobre imanes tiene entusiasmados a una parte de los investigadores de Japón. Con su llegada, piensan los investigadores, se vislumbra una nueva etapa en la experimentación con levitación.
La Unidad de Máquinas Cuánticas del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST), mostró su último avance: una lámina que puede levitar sobre una plataforma convencional de imanes, sin la necesidad de estar conectada a una fuente de energía externa. Los resultados expuestos en la revista Applied Physics Letters, afirman que la llegada de estos materiales autónomos permitirá el desarrollo de sensores ultrasensibles que, en última instancia, medirán las capacidades de los materiales del futuro.
La independencia de electricidad
Por ahora, la levitación de materiales metálicos es posible mientras estén involucrados campos magnéticos y bastante energía eléctrica. Los trenes que "flotan" están fabricados con elementos diamagnéticos que generan una fuerza repulsiva controlada en dirección a la vía sobre la que se mueven. Dicha operación requiere un suministro constante de energía para que se generen los campos magnéticos necesarios. El tren, no levita, si no hay electricidad.
Simplificando el proceso, solo un imán puede repeler a otro y lograr algo parecido a una levitación. El proceso suele ser caótico y efímero porque hay múltiples fuerzas externas que provocan la oscilación del material y la generación de "remolinos" a su alrededor. Los sensores que levitan y pueden medir la fuerza, la aceleración y la gravedad no son posibles porque durante el proceso de "flote" hay demasiado movimiento que no puede controlarse.
Los expertos del OIST crearon una placa delgada que combina sílice, perlas microscópicas de grafito y cera (polietilenglicol), con propiedades aislantes eléctricas. La configuración única a nivel molecular permite que la lámina flote de manera estable sobre una plataforma de imanes convencionales. La construcción de la placa es un logro que puede parecer discreto, pero soluciona uno de los principales conflictos en el desarrollo de tecnología de levitación: el aumento de la energía cinética.
Los investigadores piensan que pueden mejorar la reducción de la oscilación de la placa para acercarse a la creación de sensores flotantes que puedan ser útiles para mediciones atómicas. "Si se enfría lo suficiente, nuestra plataforma levitante podría superar incluso a los gravímetros atómicos más sensibles desarrollados hasta la fecha. Lograr este nivel de precisión requiere una ingeniería rigurosa para aislar la plataforma de perturbaciones externas como vibraciones, campos magnéticos y ruido eléctrico. Nuestro trabajo continuo se centra en perfeccionar estos sistemas para desbloquear todo el potencial de esta tecnología", explicó Jason Twamley, diseñador de la plataforma.
La unidad del investigador Twamley se enfoca en utilizar materiales levitantes para construir osciladores mecánicos, sistemas que presentan movimientos repetitivos o periódicos alrededor de un punto central. Dichas oscilaciones se encuentran en diversos contextos, como péndulos, masas conectadas a resortes y sistemas acústicos. "Al combinar levitación, aislamiento y retroalimentación en tiempo real, el equipo del profesor Twamley está superando los límites de lo que se puede lograr en ciencia de materiales y tecnología de sensores", concluye un comunicado del OIST.
Fuente: es.wired.com