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Levitazione Quantistica: Incredibile Ma Reale


20 ottobre 2011 ore 18:22   di ania66  
Categoria Tecnologia e Scienze  -  Letto da 1360 persone  -  Visualizzazioni: 2261

La levitazione magnetica non è certo una novità e da molto tempo si danno dimostrazioni di oggetti che vengono lasciati fluttuare a mezz'aria. Da quando infatti si sono scoperte le possibilità superconduttive di alcuni materiali quando questi vengono sottoposti ad alte temperature (anche se sempre ben al di sotto della temperatura ambientale) , simili dimostrazioni sono diventate praticabili anche al di fuori di centri di ricerca specializzati.

Ma nelle dimostrazioni viste fino ad adesso, l'oggetto messo a levitare – tipicamente un piccolo dischetto simile ad una moneta – mostra sempre una certa instabilità e lo si può osservare compiere piccole ma ben visibili oscillazioni attorno ad un punto di equilibrio. E' quindi abbastanza scioccante vedere un oggetto che, pur rimanendo sospeso a mezz'aria, resta perfettamente fermo. Eppure è esattamente con questa scena che inizia un video disponibile su YouTube. E questo non sarebbe ancora nulla se non fosse che nel video si osserva l'operatore che inclina l'oggetto ed esso, obbedientemente, assume la nuova posizione in modo stabile e definitivo, sempre restando ben distante dal sottostante magnete.


Ma la dimostrazione non finisce qui: capovolgendo il magnete ci si attende di vedere cadere anche questo strano disco fatato. Invece nulla: come se fosse incollato al suo posto, il disco mantiene la propria posizione relativa al magnete, come fossero una cosa sola. Poi si cambia la situazione: l'operatore pone il disco su un binario circolare ed imprime una piccola spinta al disco. Ed ecco che questo inizia a percorrere il binario per tutta la circonferenza, sempre sollevato dal binario stesso, veloce e preciso come un trenino.

Basta così? Assolutamente no! Si inclina il disco in una posizione un po' innaturale e lo si lancia nuovamente lungo il binario: il disco obbediente apprende la nuova posizione e sfreccia lungo il percorso. Oramai l'operatore ci ha preso gusto: rovescia il binario e “appende” il disco al di sotto dello stesso e poi, ancora una volta, lo lancia. Inutile dire che si resta allibiti a vedere il disco che senza alcun tentennamento scorre veloce lungo il binario, ma questa volta al di sotto dello stesso.

Se non si trattasse di un video prodotto dall' Università di Tel-Aviv ci sarebbe da pensare ad un qualche trucco cinematografico; ed invece sembra essere tutto vero e molto reale. Il fenomeno che sta alla base di questo che sembra un esercizio di magia è la levitazione quantistica.

Similmente alla levitazione tradizionale, infatti, si sfrutta il fatto che un materiale superconduttore immerso in un campo magnetico si comporti in modo da annullare al proprio interno il campo stesso (effetto Meissner). Per questo motivo, all'esterno del materiale superconduttore, si produce un campo magnetico orientato in modo contrario a quello in cui l'oggetto è immerso. I due campi magnetici, come nel gioco delle due calamite, si respingono tra loro, realizzando quella forza che permette al superconduttore di librare sopra ad un magnete.

I ricercatori israeliani hanno realizzato un disco a partire da un sottile disco di zaffiro, ricoperto da uno strato molto sottile di ceramica di ossido di rame ittrio bario – un materiale che diventa superconduttore a temperature di 185 gradi sottozero. Quando il disco è posto sopra ad un magnete, il materiale superconduttore e magnete si respingono come previsto ma, a causa del basso spessore dello strato di materiale superconduttore, parte della campo magnetico riesce comunque a penetrare attraverso il disco attraversandolo da parte a parte.

Levitazione Quantistica: Incredibile Ma Reale

Questi percorsi sono chiamati tubi di flusso, e sono il motivo del particolare comportamento mostrato nel video. Infatti, la superconduttività all'interno di questi canali viene distrutta; il materiale superconduttore cerca quindi di ridurre al minimo le dimensioni di tali canali, ma anche di bloccarli come posizione. L'effetto risultante è una debole forza che tende ad immobilizzare la posizione del disco.

Ovviamente non sono pensabili immediate ricadute pratiche di questo esperimento: la necessità di mantenere i materiali a temperature così basse e le deboli forze in gioco non permettono certo di sperare in applicazioni per la vita quotidiana nel breve periodo. Ma è sicuramente un argomento suggestivo, divertente e stimolante. Ed anche se non si tratta di tre metri sopra il cielo, questi pochi centimetri sopra il magnete sono già sufficienti per farci fantasticare!

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