Nanomagnetii levitează datorită fizicii cuantice - ScienceDaily
Încă din 1842, matematicianul britanic Samuel Earnshaw a demonstrat că nu există o configurație stabilă a magneților permanenți care levitează. Dacă un magnet levitează peste altul, cea mai mică perturbare va cauza blocarea sistemului. Blatul magnetic, o jucărie populară, evită teorema Earnshaw: atunci când este deranjată, mișcarea rotativă a vârfului determină o corecție a sistemului și se menține stabilitatea.
În colaborare cu cercetători de la Institutul Max Planck pentru Optică Cuantică, München, fizicieni din grupul de cercetare Oriol Romero-Isart de la Institutul de Fizică Teoretică, Universitatea din Innsbruck și Institutul de Optică Cuantică și Informații Cuantice, Academia de Științe din Austria, au arătat acum că: „În lumea cuantică, nanoparticulele mici care nu se rotesc pot levita stabil într-un câmp magnetic”. „Proprietățile mecanice cuantice care nu sunt remarcabile în lumea macroscopică, dar care influențează puternic obiectele nano, sunt responsabile de acest fenomen”, spune Oriol Romero-Isart.
Stabilitate cauzată de efectul giromagnetic
Albert Einstein și fizicianul olandez Wander Johannes de Haas au descoperit în 1915 că magnetismul este rezultatul principiilor mecanice cuantice: impulsul unghiular cuantic al electronilor sau așa-numitul spin al electronilor. Fizicienii din grupul de cercetare al lui Oriol Romero-Isart au arătat acum că spinul electronic permite levitația stabilă a unui singur nanomagnet într-un câmp magnetic static, ceea ce ar trebui să fie imposibil în conformitate cu teorema clasică a lui Earnshaw. Fizicienii teoretici au efectuat analize complete de stabilitate în funcție de raza obiectului și de puterea câmpului magnetic extern.Rezultatele au arătat că, în absența disipării, apare o stare de echilibru. Acest mecanism se bazează pe efectul giromagnetic: la o schimbare a direcției câmpului magnetic, se produce un moment unghiular, deoarece momentul magnetic este cuplat cu rotația electronilor. "Acest lucru stabilizează levitația magnetică a nanomagnetului", explică primul autor Cosimo Rusconi. Mai mult, cercetătorii au demonstrat că starea de echilibru a nanomagnetilor cu levită magnetic prezintă o încurcare a gradelor lor de libertate.