la clave para revolucionar la levitación magnética y los sensores cuánticos

La levitación magnética parece magia, pero es física pura y dura. Diferentes campos han estado investigando la levitación magnética en los últimos años, siendo los trenes un sector que puede aprovechar mucho esta tecnología (que se lo digan Japón o China). Ahora, investigadores en Okinawa están experimentando con campos magnéticos que, sin energía externa, pueden hacer flotar un objeto durante largos períodos de tiempo sin ninguna intervención.

Y es crucial para el desarrollo de sensores cuánticos más asequibles.

Levitación magnética nuevamente. Estos términos son prácticamente una tendencia en determinados ámbitos, y no es para menos. Ya hemos hablado de trenes que pueden ir a muy alta velocidad, pero también se puede aplicar a otros que circulan por vías tradicionales sin hacer ruido ni el característico traqueteo, en coches e incluso en ascensores. Es algo que aumenta la eficiencia, reduce la energía necesaria para mover el vehículo, es más cómodo y produce menos contaminación acústica.

No solo trenes. Hay investigadores muy interesados ​​en el desarrollo de tecnologías y aplicaciones basadas en la levitación magnética y, así, tenemos casos como el propuesto por el ingeniero Hamdi Ucar para manipular objetos sin tocarlos o la levitación con la que están trabajando los investigadores del Instituto de La Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST) están experimentando.

El objetivo de la levitación magnética es hacer flotar un material superconductor o diamagnético. Otro objetivo es que no pierda energía, siendo el movimiento descontrolado uno de los principales problemas a los que se enfrentan los investigadores.

Aislar grafito. Resolver estos problemas podría crear sensores extremadamente precisos, y el equipo de OIST puede haber encontrado la clave al demostrar la levitación diamagnética pasiva de un elemento gracias a un aislante eléctrico. Si no tuviera este aislante, las fuerzas electromagnéticas amortiguarían el movimiento del objeto flotante, provocando que se detuviera en un momento determinado.

Para garantizar que el movimiento dure más sin necesidad de aplicar energía externa, los investigadores recubrieron químicamente polvo de grafito con sílice aislante y cera, creando una placa muy delgada con unas dimensiones de 1 x 1 centímetros. De esta forma, han conseguido que esta plataforma flote sin perder energía durante un periodo prolongado, ya que no existe tal “fricción” en cuatro imanes cuyas caras superiores alternan entre los polos norte y sur.

¿Porque es importante? Pues bien, en nuestra vida diaria y en la actualidad, lo cierto es que este descubrimiento no nos va a cambiar nada, pero sí tiene su relevancia porque hay sensores que, gracias a la levitación magnética, tienen una sensibilidad extrema. Son osciladores que tienen movimientos repetitivos y periódicos alrededor de un punto central, como un péndulo. Y en física cuántica es crucial.

Con un sistema más preciso, como el presentado por el equipo de OIST, se pueden conseguir mejores sensores para unidades de investigación con máquinas físicas y cuánticas, superando las barreras en este campo. Además, al ser pasivos sin necesidad de energía externa, el desarrollo de sensores cuánticos “comerciales” se ve favorecido al requerir menos elementos para funcionar.

Mirando al futuro. Aún quedan problemas, como la influencia del aire, que puede ralentizar el movimiento de los sensores, pero es un paso más para conseguir sensores ultrasensibles sin ser tan complejos como los optomecánicos actuales. De hecho, el equipo afirma que, con ciertos ajustes, su plataforma levitante “podría incluso superar en rendimiento a los gravímetros atómicos más sensibles. Son instrumentos de última generación que utilizan el comportamiento de los átomos para medir con precisión la gravedad”.

Su objetivo a corto plazo es desbloquear todo el potencial de esta levitación para “aislar la plataforma de perturbaciones externas como vibraciones, ruido eléctrico y campos magnéticos”.

Imagen | OIST

En Xataka | Computadoras cuánticas, explicó: cómo funcionan, qué problemas pretenden resolver y qué desafíos deben superar para lograrlo