Nel 2021, Hamdi Ucar, uno scienziato di origine turca, ha fatto una scoperta che ha lasciato a bocca aperta la comunità scientifica internazionale: una nuova forma di levitazione magnetica che sembrava sfidare le leggi della fisica così come le conosciamo. Questo fenomeno è stato poi replicato e approfondito dal professor Rasmus Bjørk e dalla sua equipe di ricerca, che hanno osservato come il magnete in levitazione si allineasse con quello in rotazione, creando un equilibrio simile a quello di una trottola.
La levitazione magnetica non è di per sé una novità: i treni Maglev, ad esempio, utilizzano una potente forza magnetica per sollevarsi da terra e muoversi senza attrito. Tuttavia, l’esperimento condotto da Ucar ha sorpreso i fisici, in quanto il tipo di levitazione osservato non era stato precedentemente descritto dalla fisica classica, né sembrava rientrare in alcun meccanismo noto di levitazione magnetica.
Il team di scienziati della Technical University of Denmark (DTU) ha confermato la validità della teoria fisica alla base di questo straordinario fenomeno di levitazione magnetica. Nel 2021, Ucar pubblicò un articolo di ricerca in cui descriveva un esperimento in cui un magnete, collegato a un motore elettrico, veniva fatto ruotare ad alta velocità. Avvicinando un secondo magnete a questa configurazione, si osservava che quest’ultimo iniziava a ruotare e, inaspettatamente, levitava a una distanza di alcuni centimetri dal primo magnete.
Rasmus Bjørk, professore presso DTU Energy, rimase affascinato dall’esperimento di Ucar e decise di replicarlo insieme allo studente Joachim M. Hermansen. L’obiettivo era comprendere in dettaglio il fenomeno osservato. La riproduzione dell’esperimento si rivelò relativamente semplice, utilizzando componenti facilmente reperibili. Tuttavia, la fisica dietro questo fenomeno appariva insolita. “I magneti non dovrebbero levitare quando sono vicini. Di solito, si attraggono o si respingono. Ma se fai ruotare uno dei magneti, puoi ottenere questa levitazione. E questa è la parte strana. La forza che agisce sui magneti non dovrebbe cambiare solo perché ne ruoti uno, quindi sembra che ci sia un accoppiamento tra il movimento e la forza magnetica”, spiega Rasmus Bjørk.
Gli esperimenti condotti hanno coinvolto magneti di diverse dimensioni, ma il principio alla base è rimasto lo stesso: facendo ruotare un magnete a grande velocità, i ricercatori hanno osservato come un altro magnete nelle vicinanze, soprannominato “magnete fluttuante”, iniziasse a ruotare alla stessa velocità e si bloccasse rapidamente in una posizione in cui rimaneva levitante.
Si è scoperto che il magnete fluttuante, mentre si bloccava in posizione, era orientato vicino all’asse di rotazione e verso il polo simile del magnete rotore. Ad esempio, il polo nord del magnete fluttuante, mentre ruotava, rimaneva puntato verso il polo nord del magnete fisso. Questo comportamento è diverso da quello previsto dalle leggi della magnetostatica, che descrivono il funzionamento di un sistema magnetico statico. Tuttavia, le interazioni magnetostatiche tra i magneti rotanti sono state identificate come responsabili della creazione della posizione di equilibrio del magnete fluttuante, come dimostrato dal coautore e dottorando Frederik L. Durhuus attraverso simulazioni del fenomeno. Si è inoltre osservato che la dimensione del magnete influenzava significativamente la dinamica di levitazione: magneti più piccoli richiedevano velocità di rotazione più elevate per levitare a causa della loro maggiore inerzia e tendevano a fluttuare più in alto.
