La lévitation magnétique, ou maglev en abrégé, est le phénomène qui consiste à suspendre un objet dans les airs à l'aide de champs magnétiques. Cet exploit apparemment impossible fascine les scientifiques et les profanes depuis des siècles. L'art de la lévitation magnétique réside dans la manipulation minutieuse des champs magnétiques afin de contrecarrer la force de gravité, ce qui permet de faire léviter des objets allant de minuscules particules à des trains entiers. Dans cet article, nous nous pencherons sur l'histoire, les principes et les applications de la lévitation magnétique, et nous explorerons les perspectives d'avenir de cette technologie captivante.
L'histoire de la lévitation magnétique
Le concept de lévitation magnétique intrigue l'homme depuis des millénaires. La première mention connue de la lévitation remonte à la Grèce antique, où le philosophe et mathématicien Archimède (287-212 avant notre ère) a décrit un dispositif hypothétique appelé "vis d'Archimède". Ce dispositif, qui consistait en un rail en forme de spirale avec un aimant en son centre, était censé pouvoir faire léviter les objets placés dessus. Cependant, on ne sait pas si Archimède a réellement construit un tel dispositif ou si celui-ci est resté à l'état d'expérience de pensée.
L'inventeur et ingénieur du XIIIe siècle, al-Jazari, qui décrit un "trône volant" dans son livre "The Book of Knowledge of Ingenious Mechanical Devices" (Le livre de la connaissance des dispositifs mécaniques ingénieux), est à l'origine de la prochaine mention significative de la lévitation magnétique. Ce dispositif utilisait un système de contrepoids et de poulies pour faire léviter un siège en forme de trône, créant ainsi l'illusion de l'apesanteur pour l'occupant. Bien que le trône volant d'al-Jazari n'ait pas utilisé directement des aimants, il illustre la fascination précoce pour le défi à la gravité par des moyens mécaniques ingénieux.
Ce n'est qu'au XIXe siècle que les principes de la lévitation magnétique ont commencé à être compris et à faire l'objet d'expériences sérieuses. En 831, le scientifique et inventeur britannique Michael Faraday a découvert l'effet Faraday, qui décrit l'interaction entre les champs magnétiques et les charges en mouvement. Cette découverte a jeté les bases du développement des systèmes modernes de lévitation électromagnétique (LEM).
La science derrière la lévitation magnétique
La lévitation magnétique est rendue possible par les propriétés fondamentales des aimants et des champs magnétiques. Les deux principales forces qui permettent la lévitation magnétique sont le diamagnétisme et la répulsion.
Diamagnétisme
Le diamagnétisme est une propriété de certains matériaux, tels que le cuivre, l'aluminium et l'eau, qui leur permet de repousser un champ magnétique. Lorsqu'ils sont placés dans un champ magnétique, ces matériaux subissent une petite force de répulsion qui peut contrebalancer leur poids, ce qui entraîne la lévitation. Toutefois, le diamagnétisme étant une force faible, il ne peut faire léviter que des objets ou des particules très légers, ce qui le rend impraticable pour la plupart des applications du monde réel.
Répulsion
La répulsion est la force la plus courante de la lévitation magnétique. Elle repose sur la loi fondamentale du magnétisme, qui stipule que les pôles magnétiques semblables se repoussent, tandis que les pôles opposés s'attirent. En positionnant et en orientant soigneusement des aimants dont les pôles se font face, il est possible de créer une force de répulsion qui peut contrecarrer la force de gravité. Ce principe est à la base de la plupart des systèmes modernes de lévitation magnétique, notamment les jouets, les véhicules et les trains en lévitation.
Applications de la lévitation magnétique
La lévitation magnétique a un large éventail d'applications, allant du divertissement et de l'éducation aux transports et à l'industrie. Parmi les applications les plus notables, on peut citer
1. Jouets et articles de fantaisie en lévitation
L'une des applications les plus courantes et les plus accessibles de la lévitation magnétique se trouve dans le domaine des jouets et des articles de fantaisie. Les jouets en lévitation, tels que les boules en lévitation, les globes en lévitation et les boules en lévitation, sont des objets de collection.