Moto perpetuo? Quasi: sviluppato il rotore ad attrito quasi zero, il segreto è la grafite!

La levitazione magnetica è sempre stata un fenomeno al confine tra scienza e magia. Un gruppo di ricercatori dell'Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) è riuscito a compiere un passo avanti concreto: un rotore in grafite puro di un centimetro capace di levitare e ruotare senza subire (quasi) alcun attrito, eliminando completamente l'effetto delle correnti parassite.

Il risultato, pubblicato su Communications Physics, nasce dal lavoro di Daehee Kim (dottorando dell'università) e Jason Twamley dell'unità Quantum Machines dell'OIST. A differenza dei sistemi di levitazione microscopici basati su campi ottici o elettrici, questo dispositivo funziona a temperatura ambiente, utilizza pochi magneti e risulta molto più stabile rispetto agli esperimenti tradizionali.

Il segreto sta nella simmetria assiale del disco. In un sistema convenzionale, quando un materiale conduttore si muove in un campo magnetico variabile, si generano correnti indotte che producono campi opposti e frenano il movimento. In questo progetto, invece, il campo magnetico resta costante durante la rotazione: nessuna variazione di flusso, nessuna corrente parassita, nessuna resistenza.

"Con un disco di grafite di un centimetro e alcuni magneti di terre rare, abbiamo dimostrato sperimentalmente e analiticamente come creare un rotore a levitazione diamagnetica che non subisce alcuno smorzamento da correnti parassite grazie alla simmetria assiale. Se riusciamo a rallentarne sufficientemente la rotazione, il suo moto entrerà nel regime quantistico, il che potrebbe aprire una piattaforma completamente nuova per la ricerca quantistica" ha spiegato Kim.

Il risultato è una levitazione stabile e priva di attriti artificiali, dove l'unica forza che rallenta il moto è la frizione dell'aria. Riducendo la pressione fino a un vuoto quasi perfetto, il rotore può raggiungere livelli di precisione mai visti.

Le potenziali applicazioni sono molteplici: giroscopi di nuova generazione, accelerometri ad altissima sensibilità, strumenti per la misura del campo gravitazionale o persino piattaforme sperimentali per osservare fenomeni quantistici macroscopici. Se la velocità di rotazione viene ridotta abbastanza, il sistema potrebbe entrare nel regime quantico, dove superposizione e interferenza diventano osservabili anche in oggetti visibili a occhio nudo.

In passato, un prototipo dell'OIST è già stato testato nello spazio come proof-of-concept per studi su materia oscura e onde gravitazionali, ma questa nuova versione – costruita interamente in grafite – offre una forza di levitazione superiore e un controllo più preciso del movimento. Secondo Twamley, "questo rotore può diventare la base per sensori estremamente precisi e strumenti capaci di indagare i confini tra fisica classica e quantistica".