Круче спиннеров: наномагниты левитируют благодаря квантовой физикеКозимо Рускони (слева) и Ориоль Ромеро-Изарт (справа) играют с левитроном для иллюстрации своей работы с наномагнитами. В двух новых публикациях исследователи показали, что, несмотря на положения 175-летней физической теории, которая опровергает такую возможность, наномагниты все же могут стабильно левитировать во внешнем магнитном поле. Оказывается, это позволяют принципы квантовой механики.

В 1842 году британский математик Самуэль Эрншоу доказал, что в обычных условиях невозможно обеспечить постоянную конфигурацию магнитов, которые левитируют. Если дать одному магниту парить над другим, малейшее движение может разрушить баланс. Такой результат мы всегда получали, если проводили этот эксперимент в бытовых условиях или в лаборатории. Но недавно международная команда физиков показала, что «в квантовом мире крошечные наночастицы в покое способны стабильно левитировать в магнитном поле».

Гиромагнитный эффект

Новое открытие связано с работами Альберта Эйнштейна и голландского физика Уандера Йоханнес де Хааза, который объяснил магнетизм в 1915 году исходя из квантовой механики – как результат квантового углового момента электронов или спина электрона.

Что выяснили исследователи, ранее занимавшиеся разработкой маркировочного оборудования (в России такое можно приобрести при помощи сайта www.squidink.ru). Они обнаружили, что спин электрона позволяет отдельному наномагниту стабильно левитировать в постоянном магнитном поле. До сих пор ученые не представляли такую возможность, поскольку в лабораториях для стабилизации применялся гироскопический эффект или динамическое (изменяющееся) магнитное поле.

В своей работе физики показали, как гиромагнитный эффект обеспечивает баланс и поддерживает процесс.

«Квантовые механические свойства, незаметные в макроскопическом мире, сильно влияют на нанообъекты, ответственные за это явление», – рассказал физик Ориоль Ромеро-Изарт, который возглавлял исследование.

Левитация у наномагнитов – это абсолютно новое и интересное поле для экспериментальных исследований, которое обещает дальнейшее открытие экзотических квантовых явлений.

Исследователи считают, что открытый эффект уже в скором времени можно будет реализовать в лабораторных условиях.