Lévitation La petite histoire Comprendre simplement Domaines de présence Son interprétation dans l'avenir Les références Mais encore …

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La petite histoire  Up Page Hollande (23/07/99) Un Néerlandais a réussi à tenir un aimant de la taille d’un petit pois en lévitation entre ses deux doigts. Et ce n’est ni un tour de passe-passe, ni une manifestation d’un quelconque pouvoir surnaturel. Il s’agit tout simplement d’une application pratique de la très légère force magnétique émise par notre corps. Et les résultats viennent d’en être publiés par le magazine britannique Nature. André Geim, de l’Université de Nijmegen, en Hollande, a eu recours au diamagnétisme pour son expérience. Il s’agit de la propriété qu’ont de nombreux métaux (et le corps humain) de réagir à la force magnétique d’un aimant en produisant une force magnétique répulsive. C’est cette propriété qu’utilisent les trains rapides japonais qui lévitent au-dessus du rail.   Dans son expérience, le chercheur a d’abord créé un champ magnétique très puissant à l’aide d’un aimant supraconducteur. Normalement, le petit aimant aurait dû aller se plaquer contre lui. Mais le doigt qui s’interposait créait une force diamagnétique qui l’empêchait de monter. Et le doigt du dessus, lui, l’empêchait de retomber, toujours grâce à la même force.

Comprendre simplement  Up Page Diamagnétisme Des d'objets diamagnétiques se magnétisent dans le sens opposé au champ magnétique dans lequel ils sont placés. La lévitation peut être obtenue lorsque la force magnétique qui s'applique à l'objet diamagnétique compense exactement le poids de celui-ci. Elle nécessite des gradients de champ magnétique très élevés du fait de la faible susceptibilité magnétique des matériaux diamagnétiques. Il en résulte que seul un petit nombre de matériaux peuvent léviter en grande quantité dans les aimants communement utilisés en laboratoire. Un certain nombre de groupes de recherche a eu récemment recours à des fluides paramagnétiques afin de créer une flottabilité additionnelle via l'effet "magneto-Archimede". Dans ce cas, l'objet subit deux forces additionnelles : la poussée d'Archimède classique produite par tout fluide et la poussée magnétique. Pour un gaz à température ambiante, l'oxygène par exemple, la poussée d'Archimède classique peut généralement être négligée du fait de la faible densité du fluide. La poussée "magneto-Archimede" fournie par un gaz augmente lorsque la température de ce dernier décroît. En effet, à pression constante, la densité du gaz est inversement proportionnelle à la température. De même, la susceptibilité magnétique d'un matériau paramagnétique est proportionnelle à sa densité et inversement proportionnelle à la température. A la pression atmosphérique, la susceptibilité magnétique de l'oxygène gazeux est donc approximativement inversement proportionnelle au carré de la température et ce même à proximité de son point d'ébullition. Des scientifiques du département de physique et d'astronomie de l'Université de Nottingham (Royaume-Uni) ont utilisé de l'oxygène sous diverses formes pour tenter de faire léviter des matériaux très denses (comme le diamant, le plomb ou le platine). Ainsi, ils ont observé que, à 200 K, la force "magneto-Archimede" n'était pas suffisante pour contrebalancer le poids d'un échantillon de diamant. Mais il n'en est plus de même si la température de l'expérience, et donc de l'oxygène, est abaissée à environ 150 K. Suivant le même principe, les physiciens de Nottingham ont également utilisé de l'oxygène liquide (ou LOX pour "Liquid Oxygen", température d'ébullition 90 K) qui présente une susceptibilité magnétique et une densité biens supérieures à celles de l'oxygène gazeux. Sa densité étant même légèrement supérieure à celle de l'eau, la poussée d'Archimède qu'il crée ne peut plus être négligée. Les scientifiques britanniques sont ainsi parvenus à faire léviter des échantillons de platine ou de plomb tout en utilisant des aimants relativement peu puissants. Toutefois l'oxygène liquide n'est pas sans danger: il constitue le composant principal du carburant de nombreuses fusées et son pouvoir de combustion est extrêmement élevé... Les chercheurs de Nottingham ont donc étudié un mélange moins dangereux d'oxygéne et d'azote (où LNOX pour "Liquid Nitrogen Oxygen"). Pour des melanges contenant 30% et moins d'oxygene, les risques de combustion sont faibles et une fraction d'oxygene de 30% permet de faire léviter la plupart des matériaux, y compris les plus denses, en utilisant des champs magnétiques modestes. Ces travaux pourraient donc ouvrir la porte à des applications commerciales, par exemple le tri de minerais (pour extraire des diamants entre autres). On pourrait imaginer que le minerai broyé soit projeté en l'air par vibration: soumis au champ magnétique, les différents matériaux subissent des gravités effectives différentes puisque leur densité est différente. Ils retombent donc à des moments différents et peuvent ainsi être triés suivant leur densité. Cette méthode serait donc susceptible de séparer des composants présentant de faibles différences de densité. Le laboratoire de Nottingham est le seul au Royaume-Uni a être spécialisé dans les expériences à gravité zéro; il est d'ailleurs utilisé par un certain nombre de groupes de recherche étudiant par exemple la germination des plantes en gravitation nulle. Les recherches qui y sont menées sont soutenues financièrement par le programme "Basic Technology Scheme" de "Research Council UK", l'organisation qui fédère les conseils de recherche britanniques.

Domaines de présence  Up Page Lévitation d'objets Des physiciens britanniques et néerlandais ont fait flotter une grenouille à près de 2 mètres au-dessus du sol grâce à un puissant champ magnétique destiné à vaincre la force de gravité. Selon Peter Main, de l'université de Nottingham, et André Geim, de l'université de Nijmegen aux Pays-Bas, rien n'interdit d'appliquer cette technique aux êtres humains. Cette technique peut aussi être appliquée à des corps comme le bois, le plastique ou les êtres vivants. Ils semblent non-magnétiques, mais dégagent en fait une force magnétique des millions de fois de fois plus faible que celle des aimants. En 1996, André Geim avait réussi de la sorte à faire léviter une grenouille et une boule d’eau. Ces expériences de physique fondamentale en lévitation magnétique ouvrent la porte à des applications industrielles, notamment là où il faut réduire la friction (trains à sustentation magnétique, tel le Maglev au Japon). Le secret de la grenouille "volante"  est un puissant champ magnétique capable de contrer l’effet de la gravité, a expliqué Peter main, professeur de physique à l’Université de Nottingham, qui a pris part à l’expérience réalisée à Nijmegen (Pays-Bas) sous la direction du professeur André "Tout objet, grenouille ou sandwich, est magnétique. La force de gravité agit du haut vers le bas et pour mettre quelque chose en lévitation, il faut fournir une force égale qui agit dans la direction inverse", a-t-il indiqué. Inséré dans un cylindre magnétique et projeté à 2m du sol, la grenouille volante ne semble pas souffrir particulièrement, a assuré le scientifique britannique à une opinion locale toujours soucieuse du bien-être animalier.

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Les références  Up Page Réseau Pepe Source   Pourquoi ce site Je crois que, si les êtres humains que nous sommes ne parviennent pas toujours à évoluer comme ils le souhaiteraient _à s'épanouir professionnellement, sentimentalement et sexuellement (ce que j'appelle les trois pôles d'intérêts) c'est parce qu'il y a des barrages qui entravent leur désir d'accéder à un rêve inachevé. Je pars du principe que tout est possible, à condition de s'entourer de gens qui nous poussent à croire en nous.   Contribuer au Réseau Pepe Ce site est avant tout une encyclopédie ouverte à l'imagination et au savoir, où chacun(e) d'entre vous peut participer. Si vous avez envie de partager une passion, ou si vous sentez le besoin de vous exprimer sur un point précis, je vous invite à m'adresser un e-mail (adresse électronique accessible sur ma page d'accueil).

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