Levitación (física)
La levitación (del latín levitas , lit. 'ligereza') [1] es el proceso por el cual un objeto se mantiene en el aire en una posición estable, sin soporte mecánico a través de ningún contacto físico.
La levitación se logra proporcionando una fuerza hacia arriba que contrarresta la atracción de la gravedad (en relación con la gravedad en la tierra), además de una fuerza estabilizadora más pequeña que empuja el objeto hacia una posición inicial siempre que se encuentre a una pequeña distancia de esa posición inicial. La fuerza puede ser una fuerza fundamental, como la magnética o la electrostática, o puede ser una fuerza reactiva, como la óptica, la boyante, la aerodinámica o la hidrodinámica. [ cita requerida ]La levitación excluye la flotación en la superficie de un líquido porque el líquido proporciona soporte mecánico directo. La levitación excluye el vuelo estacionario de insectos, colibríes, helicópteros, cohetes y globos porque el objeto proporciona su propia fuerza de contragravedad.[ cita requerida ]
La levitación (en la Tierra o en cualquier planetoide) requiere una fuerza ascendente que anule el peso del objeto, de modo que el objeto no caiga (acelere hacia abajo) ni se eleve (acelere hacia arriba). Para la estabilidad posicional, cualquier pequeño desplazamiento del objeto que levita debe resultar en un pequeño cambio en la fuerza en la dirección opuesta. [ cita requerida ] los pequeños cambios en la fuerza se pueden lograr mediante campos de gradiente o mediante regulación activa. Si el objeto es perturbado, puede oscilar alrededor de su posición final, pero su movimiento finalmente se reduce a cero debido a los efectos de amortiguación . (En un flujo turbulento, el objeto puede oscilar indefinidamente). [ cita requerida ]
Las técnicas de levitación son herramientas útiles en la investigación física. Por ejemplo, los métodos de levitación son útiles para estudios de propiedades de fusión a alta temperatura porque eliminan el problema de la reacción con los recipientes y permiten un subenfriamiento profundo de las masas fundidas. Las condiciones sin contenedor se pueden obtener al oponer la gravedad con una fuerza de levitación en lugar de permitir que todo un experimento caiga libremente. [2]
Los materiales diamagnéticos se utilizan comúnmente con fines de demostración. En este caso la fuerza de retorno surge de la interacción con las corrientes de apantallamiento . Por ejemplo, una muestra superconductora , que puede considerarse como un diamagneto perfecto o un superconductor idealmente duro , levita fácilmente en un campo magnético externo ambiental. El superconductor primero se calienta fuertemente, luego se enfría con nitrógeno líquido para levitar sobre un diaimán. En un campo magnético muy fuerte por medio de la levitación diamagnética , incluso pequeños animales vivos han sido levitados.
Es posible levitar grafito pirolítico colocando cuadrados delgados sobre cuatro imanes cúbicos con los polos norte formando una diagonal y los polos sur formando la otra diagonal. [3] Los investigadores incluso han logrado levitar gotitas de líquido (no magnéticas) rodeadas de fluidos paramagnéticos. [4] El proceso de tal levitación magnética inversa generalmente se conoce como efecto Magneto-Arquímedes.
