日本の沖縄科学技術大学（OIST）では、ジェイソン・トワムリー教授率いる浮遊材料の専門家チームが大きな進歩を遂げた。 科学者たちは、グラファイトの破片をほぼ完全に無重力の状態に保ちながら、一組の磁石の上に浮遊させることに成功した。。

この前進、 Applied Physics Letters誌の記事で紹介されました、磁気浮上の可能性を実証するだけでなく、外部エネルギー源からの独立性も際立っています。 これにより、この技術は科学と消費者市場の両方に適用可能な新世代の高感度センサー開発の理想的な候補となり、比類のない精度と効率の測定が約束されます。

問題の材料であるグラファイトは反磁性であり、磁場をはね返すことを意味します。 これを適切な強磁性基板上に配置すると、超電導磁石を使用して強力な磁場を生成する磁気浮上列車と同様に、周囲との接続を必要とせずに動作する浮上プラットフォームが作成されます。

ただし、この技術の適用には、「渦減衰」を含むいくつかの課題に直面しています。 OISTプレスリリースによると。 この効果は、外力による振動システムからのエネルギーの損失を表します。この現象は、グラファイトなどの導電体が強い磁場中で移動する場合に特に問題になります。

このエネルギー損失に対処するために、OISTの研究者たちは独創的な解決策を思いつきました。それは、黒鉛微小球をシリカとワックスでコーティングし、電気絶縁体に変えることでした。

「このレベルの精度を達成するには、振動、磁場、電気ノイズなどの外部妨害からプラットフォームを隔離するための厳密なエンジニアリングが必要です」とトワムリー氏は言います。

渦減衰を軽減するための科学的な取り組みに加えて、振動プラットフォームの運動エネルギーを低減するという別の課題も残っています。 公式リリースで述べられているように、その低減によりセンサーの感度が向上するだけでなく、高精度測定のための量子領域の探索も可能になります。

したがって、研究者たちは解決策を模索する中で、グラファイトから革新的な材料を開発しました。 彼らは、化学修飾によってグラファイトを電気絶縁体に変換することに成功しました。これは、エネルギー損失を回避し、真空中での材料の浮遊を促進する変換です。

この実験では、プラットフォームの動きを継続的に監視し、その動きを抑えるために磁気フィードバック力を適用することが含まれていました。 「熱は動きを生み出しますが、リアルタイムの監視と修正により、システムを効果的に冷却できます」とトワムリー氏は言います。

「フィードバックはシステムの減衰率、つまりシステムがどれだけ早くエネルギーを失うかを調整します。したがって、減衰を積極的に制御することでシステムの運動エネルギーを減らし、効果的に冷却します。」と彼は付け加えました。

プラットフォームのこの正確な制御は、この設定における重力の役割を決定するための量子物理学における基本的な質問に答える可能性があるだけでなく、現在利用可能なものよりも高感度の原子重力計の開発にもつながる可能性があります。 チームは外乱の除去とシステムの改善に引き続き取り組み、精密測定の分野で大きな進歩が期待されます。