來自沖繩科學技術大學院（OIST）的一個研究團隊於上週五宣布，他們在懸浮技術方面取得了重大進展，成功消除了宏觀懸浮系統中的渦電流阻尼。這項突破不僅可能顛覆精密感測技術，還將為量子研究開啟新的可能性。懸浮技術一直以來吸引著表演者和科學家的關注，雖然魔術師利用幻覺讓物體懸浮，但物理學家則致力於研究懸浮的實際應用。科學界中，懸浮技術能有效隔離物體不受物理干擾，例如摩擦力，這使得研究重力、氣壓和角動量等現象變得更加可行。
OIST 團隊最新的創新結合了簡單性和精確性。他們使用一個直徑為一厘米的石墨圓盤和幾個稀土磁鐵，成功創造出一個懸浮的轉子，該轉子可以自由旋轉而不會因渦電流阻尼而損失能量。研究團隊的成員金大熙（Daehee Kim）表示，渦電流的產生是因為導電材料在磁場中運動，這會產生小的環形電流，這些電流會抵抗運動，類似於摩擦力。儘管這些電流在某些技術中是有用的，例如火車制動和電動工具，但對於精密懸浮系統來說，卻是一個問題。金大熙進一步解釋，通過實驗和分析，他們展示了如何創建一個完全不受渦電流阻尼影響的懸浮轉子，這得益於其軸對稱性。
在以往的實驗中，研究團隊通過使用石墨板與硅酸塗層粉末混合並嵌入蠟中，來減少阻尼。這種設計雖然能限制渦電流的產生，但同時也降低了懸浮力量。新的石墨轉子則保留了完整的懸浮能力，同時消除了不必要的阻力。這項新技術的成功來自於其旋轉對稱性，與在變化的磁場中上下移動的板不同，旋轉的轉子保持在一個恆定的磁通中，這樣可以防止通常會減緩運動的渦電流的形成。
研究團隊通過計算機模擬、數學證明和實際實驗驗證了他們的方法，發現其性能主要取決於實現完美的軸對稱性，以及通過在接近真空的環境中運行來減少空氣摩擦。這一進展不僅僅是物理學的好奇心，它還可能促成強大的新型感測器和陀螺儀的誕生。研究人員指出，透過對製造工藝的實際改進，這種懸浮轉子適合用於千分之米而非納米尺度運行的極高精度感測器。
OIST 之前的懸浮設計版本已經作為概念驗證發送到太空，用於研究暗物質和引力波的實驗。新的系統消除了阻尼並提高了穩定性，這可能使得在太空中進行的量子實驗更加準確。研究人員相信，這一方法將能夠使下一代感測器在地球及軌道上檢測微小的物理變化。除了感測之外，這一設備還可以幫助研究真空重力等現象，並可能探討旋轉疊加的概念，將量子物理從微觀世界帶入宏觀世界。這些研究結果已發表在《通訊物理學》（Communications Physics）期刊上。
