Cientistas usam laser para mover disco flutuante de grafite

Usando os princípios da levitação magnética, pesquisadores conseguiram, pela primeira vez, converter uma fonte externa de energia em movimento.

Os pesquisadores Masayuki Kobayashi e Jiro Abe, da Universidade Aoyama Gakuin, no Japão, publicaram um estudo bastante intrigante. O que as imagens do vídeo acima mostram é um disco de grafite que flutua por meio dos princípios da levitação magnética. Por si só, isso não é novidade alguma, visto que diversos objetos já foram levitados dessa forma, incluindo trens. Porém, esse experimento conta com um diferencial: é a primeira vez que alguém usa um simples ponteiro laser para movimentar esse tipo de objeto.

Em termos científicos, esse estudo introduz a façanha de podermos controlar algo preso em campos magnéticos em tempo real e sem tocá-lo, convertendo a energia de uma fonte externa (luz do ponteiro laser) em movimento. No vídeo é possível conferir o grafite girando a uma velocidade de até 200 rpm, usando apenas a luz do Sol.

Como funciona e para que serve?

De acordo com os especialistas, a levitação ocorre graças às propriedades físicas do grafite, que é capaz de repelir campos magnéticos (diamagnetismo) com uma força maior do que a da gravidade. Já o movimento acontece porque o ponteiro laser ajuda a controlar, de maneira reversa, a temperatura do disco, o que afeta a suscetibilidade do grafite ao magnetismo.

 

No topo (a), grafite girando em torno do próprio eixo, e, abaixo (b), a variação térmica causada pelo laser (Fonte da imagem: Reprodução/Phys.Org)

À medida em que a temperatura aumenta, a altura do espaço de levitação diminui, e vice-versa. Em nível atômico, o laser aumenta o número de átomos excitados termicamente e, quanto o maior o número deles, mais fraco fica o poder diamagnético do grafite. O que o laser faz, então, é desestabilizar um dos lados do disco, fazendo com que ele se movimente.

Além disso, ao posicionar a fonte de calor no centro do objeto, é possível fazer com que ele gire à velocidade máxima de 200 rpm e isso poderia ser útil na construção de turbinas movimentadas pela luz, por exemplo. Os pesquisadores também acreditam que esse experimento possa contribuir para o surgimento de geradores de energia ecológicos e um sistema de transporte mais barato e não poluente.