Что такое магнитная левитация?

Магнитная левитация – это явление при котором  металлические предметы «парят» в воздухе под воздействием магнитных полей. Манипулируя магнитным полем и контролируя его силу можно заставить объект левитировать. Попробуем разобраться, что такое магнитная левитация.

Левитация в данном случае – это состояние, при котором один объект как бы «подвешен» над другим без вспомогательных средств, при помощи одного только магнитного поля.

Электромагнитная сила используется для компенсации действия силы гравитации. Однако, левитация при помощи классических статических электромагнитных полей невозможна. Дело в том, что на объект постоянно действует комбинация из гравитационного, электростатического и магнитостатических полей, что делает его положение неустойчивым.

К примеру, постоянный магнит, подвешенный над другим магнитом, будет неустойчивым, и его легко будет опрокинуть. Однако, если левитирующий магнит вращается, то гироскопические силы делают его устойчивым и предотвращают опрокидывание.

Существует несколько способов создания левитации объекта.

Можно левитировать сверхпроводники и другие диамагнитные материалы,  если  намагнитить их  противоположным зарядом к магнитному полю в котором они размещены.

Сверхпроводники совершенно диамагнитны — это означает, что их выталкивает само магнитное поле (эффект Мейснера-Оксенфельда).

Индуцированный магнитный момент очень мал и действует в направлении, противоположном действию приложенного поля. Когда объекты помещаются между полюсами сильного электромагнита, диамагнитные материалы притягиваются к области, где магнитное поле слабее.

Диамагнетизм можно использовать для левитации легких кусочков пиролитического графита или висмута. Поскольку вода также является диамагнитным материалом, это свойство было использовано для левитации капель воды и даже живых животных, таких как кузнечики и лягушки.

Это явление также нашло свое пррименение при создании поездов на магнитной подушке. Их также называют маглев или магнитоплан.

Такой поезд, в отличие от обычных, в процессе движения не касается непосредственно поверхности рельс. В результате этого между поверхностью рельсового полотна и поездом образуется воздушная прослойка, поэтому трение в данном случае полностью отсутствует. Стоит отметить, что единственной силой, которая останавливает такой состав является аэродинамическое сопротивление.

Данный вид транспорта является весьма скоростным – его скорость достигает скорости самолёта и даже может составить конкуренцию воздушным суднам. К сожалению, на данный момент поезд на воздушной подушке «маглев» не может использовать существующую транспортную инфраструктуру, однако, есть проекты, подразумевающие расположение магнитных частей под полотном автотрасс или между рельс обычной железной дороги.