La levitazione magnetica, o maglev in breve, è il fenomeno della sospensione di un oggetto a mezz'aria mediante campi magnetici. Questa impresa apparentemente impossibile affascina da secoli scienziati e non. L'arte della levitazione magnetica consiste nell'attenta manipolazione dei campi magnetici per contrastare la forza di gravità, ottenendo la levitazione di oggetti che vanno da piccole particelle a interi treni. In questo articolo approfondiremo la storia, i principi e le applicazioni della levitazione magnetica, oltre a esplorare le prospettive future di questa affascinante tecnologia.
La storia della levitazione magnetica
Il concetto di levitazione magnetica ha incuriosito l'uomo per millenni. La prima menzione conosciuta della levitazione risale all'antica Grecia, dove il filosofo e matematico Archimede (287-212 a.C.) descrisse un ipotetico dispositivo chiamato "Vite di Archimede". Questo dispositivo, che consisteva in un binario a forma di spirale con un magnete al centro, si diceva fosse in grado di far levitare gli oggetti posti su di esso. Tuttavia, non è chiaro se Archimede abbia mai costruito un dispositivo del genere o se sia rimasto solo un esperimento mentale.
La successiva menzione significativa della levitazione magnetica viene dall'inventore e ingegnere del XIII secolo, al-Jazari, che descrive un "trono volante" nel suo libro "Il libro della conoscenza dei dispositivi meccanici ingegnosi". Questo dispositivo utilizzava un sistema di contrappesi e pulegge per far levitare un sedile simile a un trono, creando l'illusione dell'assenza di peso per l'occupante. Anche se il trono volante di al-Jazari non utilizzava direttamente i magneti, mostra il fascino degli albori della sfida alla gravità attraverso ingegnosi mezzi meccanici.
Solo nel XIX secolo i principi della levitazione magnetica cominciarono a essere compresi e sperimentati seriamente. Nell'831, lo scienziato e inventore britannico Michael Faraday scoprì l'omonimo "Effetto Faraday", che descrive l'interazione tra campi magnetici e cariche in movimento. Questa scoperta pose le basi per lo sviluppo dei moderni sistemi di levitazione elettromagnetica (EML).
La scienza della levitazione magnetica
La levitazione magnetica è resa possibile dalle proprietà fondamentali dei magneti e dei campi magnetici. Le due forze principali che consentono la levitazione magnetica sono il diamagnetismo e la repulsione.
Diamagnetismo
Il diamagnetismo è una proprietà di alcuni materiali, come il rame, l'alluminio e l'acqua, che li porta a respingere un campo magnetico. Quando vengono posti in un campo magnetico, questi materiali sperimentano una piccola forza repulsiva che può contrastare il loro peso, dando luogo alla levitazione. Tuttavia, il diamagnetismo è una forza debole e quindi può far levitare solo oggetti o particelle molto leggere, il che lo rende poco pratico per la maggior parte delle applicazioni reali.
Repulsione
La repulsione è la forza più comune alla base della levitazione magnetica. Si basa sulla legge fondamentale del magnetismo, secondo la quale i poli magnetici simili si respingono, mentre i poli opposti si attraggono. Posizionando e orientando con cura i magneti con i poli uguali uno di fronte all'altro, è possibile creare una forza repulsiva in grado di contrastare la forza di gravità. Questo principio è alla base della maggior parte dei moderni sistemi di levitazione magnetica, tra cui giocattoli levitanti, veicoli levitanti e treni levitanti.
Applicazioni della levitazione magnetica
La levitazione magnetica ha un'ampia gamma di applicazioni, dall'intrattenimento all'istruzione, dai trasporti all'industria. Alcune delle applicazioni più importanti includono:
1. Giocattoli levitanti e novità
Una delle applicazioni più comuni e accessibili della levitazione magnetica è quella dei giocattoli e degli oggetti di fantasia. I giocattoli levitanti, come le palline levitanti, i globi levitanti e gli oggetti levitanti levitanti