¿Qué ha conseguido el equipo del OIST?
Un grupo de investigadores de la Unidad de Máquinas Cuánticas del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST por sus siglas en inglés), en Japón, junto con colaboradores de otros países, reporta haber creado una placa de grafito que levita sobre una cuadrícula de imanes sin necesitar energía externa para mantenerse en el aire. El trabajo se publicó en la revista Applied Physics Letters (versión previa del estudio) y el centro lo explicó en un comunicado. Con esto queremos decir que la levitación es pasiva: los imanes permanentes y el grafito hacen todo el trabajo, sin ninguna fuente de energía conectada. Eso sí, la parte del experimento que frena el movimiento de la placa, que se explica más abajo, usa una bobina que sí necesita corriente eléctrica.¿En qué consiste este experimento?
Sobre la cuadrícula de imanes, la placa de grafito flota sin tocar la superficie. Al no haber contacto, apenas hay rozamiento y, en el vacío, su vaivén se amortigua muy poco, una propiedad que interesa para fabricar sensores. Para lograr este efecto, se requiere que la placa esté hecha de un material diamagnético, es decir, que los imanes repelen. Los imanes situados bajo ella proporcionan un campo magnético que hace que el objeto “flote” sobre la superficie. Como esos imanes son permanentes, no hace falta ninguna energía inicial para generar ese campo. Un ejemplo donde se aplica la levitación magnética es el tren de Maglev, donde poderosos electroimanes (en algunos sistemas, superconductores, que necesitan temperaturas muy bajas) hacen flotar a los trenes, mientras que bobinas instaladas en la vía los empujan hacia delante. Sin embargo, estos trenes necesitan energía eléctrica mientras circulan, tanto para levitar como para avanzar. En los sistemas de suspensión electromagnética, si se corta la electricidad, se apaga el campo magnético sobre el que flota el tren. Los científicos del OIST proponen otro enfoque: aprovechar el diamagnetismo del grafito, que lo hace levitar sobre imanes permanentes sin consumir electricidad para ello. Para ello, utilizaron grafito pulverizado, que es un material de carbono cristalizado. Mediante un proceso químico, recubrieron cada microesfera de grafito con sílice, un aislante eléctrico, y la mezclaron con cera. Así, los investigadores confeccionaron una pequeña placa cuadrada, de unos 8 milímetros de lado y medio milímetro de grosor en las pruebas, que levita sobre cuatro imanes dispuestos en cuadrícula con los polos alternados. Los cuales son lo bastante potentes para provocar el efecto de la levitación magnética. El recubrimiento de sílice evita que circulen corrientes eléctricas entre las partículas de grafito, que frenarían la placa. Los autores plantean que esta tecnología sirva para fabricar sensores de alta precisión, por ejemplo para medir fuerza, aceleración o gravedad.Lo que falta por resolver en este experimento
El prototipo experimental tiene pequeñas dimensiones y se probó en una cámara de vacío. Para que sirva como sensor de alta precisión, los investigadores trabajan en mejorar el sistema, por ejemplo aislándolo de vibraciones, de campos magnéticos externos y de ruido eléctrico. Otro paso es reducir la energía de movimiento de la placa. Para ello, el equipo vigila el movimiento de la placa y aplica con una bobina una fuerza magnética que lo frena, lo que equivale a “enfriar” ese movimiento. Con este sistema bajaron la temperatura efectiva de su vibración vertical desde la temperatura ambiente hasta unos 320 milikelvin, es decir, unos 0,32 grados por encima del cero absoluto. La placa no se congela: lo que se enfría es su vaivén. Esta bobina es la parte del experimento que sí necesita energía eléctrica. Otro obstáculo es la amortiguación por corrientes parásitas (en inglés, eddy damping): cuando el grafito se mueve dentro de un campo magnético, se inducen corrientes eléctricas en su interior que frenan la placa y le hacen perder energía con el tiempo. Según los autores, es el principal factor que limita este tipo de sistemas, y el recubrimiento de sílice lo reduce casi diez veces respecto al grafito sin recubrir. Concluyendo, este experimento del OIST no acaba con las baterías ni elimina la gravedad: la placa de grafito sigue sometida a ella y se mantiene en el aire porque los imanes la repelen. Lo que aporta es una forma de levitar un objeto de manera pasiva y con muy poco rozamiento en el vacío, útil sobre todo para fabricar sensores de alta precisión en el futuro, una vez se superen las limitaciones que aún tiene.Este artículo se publicó por primera vez el 8 de julio de 2024 y se corrigió el 28 de octubre de 2026 para eliminar afirmaciones inexactas sobre baterías, energía de arranque y aplicaciones en transporte.
