En el Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST) en Japón, un equipo de investigadores liderado por el profesor Jason Twamley ha hecho un avance significativo en el campo de la antigravedad. Han logrado hacer levitar un fragmento de grafito sobre un conjunto de imanes, dejándolo en un estado de ingravidez casi absoluta.
Esta hazaña fue presentada en un artículo en la revista Applied Physics Letters. Es notable no solo por su demostración del potencial de la levitación magnética, sino también por su independencia de las fuentes de energía externas. Esto sitúa a la tecnología como una candidata ideal para el desarrollo de una nueva generación de sensores altamente sensibles. Estos sensores podrían ser aplicables en el campo científico y en el mercado de consumo, prometiendo mediciones de precisión y eficacia inigualables.
El grafeno es un material diamagnético, lo que significa que repele los campos magnéticos. Cuando se coloca sobre un sustrato ferromagnético adecuado, se crea una plataforma de levitación que funciona sin necesidad de conexión con su entorno. Esto es similar a cómo funcionan los trenes de levitación magnética (maglev) que utilizan imanes superconductores para generar un campo magnético intenso.
Uno de los desafíos a los que se enfrenta la aplicación de esta tecnología es la “amortiguación de Foucault”. Este efecto describe la pérdida de energía de un sistema oscilante debido a fuerzas externas. Este fenómeno es especialmente problemático cuando el conductor eléctrico, como el grafito, se desplaza a través de un campo magnético intenso.
Para contrarrestar esta pérdida de energía, los investigadores del OIST idearon una solución ingeniosa. Recubrieron microesferas de grafito con sílice y cera, transformándolas en aislantes eléctricos. Según el profesor Twamley, alcanzar este nivel de precisión requiere una ingeniería rigurosa para aislar la plataforma de perturbaciones externas, como vibraciones, campos magnéticos y ruido eléctrico.
Otro desafío es la necesidad de minimizar la energía cinética en plataformas oscilantes. Reducir esta energía no solo mejora la sensibilidad del sensor, sino que también permite explorar el régimen cuántico para mediciones de precisión.
Para abordar esto, los investigadores desarrollaron un material innovador a partir del grafito. A través de una modificación química, lograron convertir el grafito en un aislante eléctrico. Esta transformación impide la pérdida de energía y facilita la levitación del material en el vacío.
El equipo también tuvo que mantener un control continuo del movimiento de la plataforma y aplicar una fuerza magnética de retroalimentación para reducir su movimiento. «El calor genera movimiento, pero con un control y correcciones en tiempo real, podemos enfriar el sistema efectivamente», dice Twamley.
Este control preciso de la plataforma no solo tiene potencial para responder a preguntas fundamentales de la física cuántica con respecto al papel de la gravedad en este marco. También podría llevar al desarrollo de gravímetros atómicos más sensibles que los actuales. El equipo continúa trabajando para eliminar perturbaciones externas y mejorar su sistema, prometiendo avances significativos en el campo de la medición de precisión.
