Физики из Университета Констанца обнаружили, что трение может возникать без физического соприкосновения поверхностей — за счёт внутренних процессов в магнитных материалах. Исследование опубликовано в Nature Physics.
Что такое трение по Амонтону?
В классической физике действует простой закон: чем сильнее прижать поверхности друг к другу, тем выше трение. Всё дело в сцеплении неровностей.
Но в магнитных системах всё иначе.
Как ставили эксперимент?
- Взяли два магнитных слоя, которые не касались друг друга.
- Верхний слой (со свободно вращающимися магнитными элементами) двигался над нижним.
- Связь обеспечивало только магнитное поле.
- Меняли расстояние между слоями — то есть «нагрузку».
Что обнаружили?
Трение вело себя нетипично:
- Почти отсутствовало при очень малом и очень большом расстоянии.
- Достигало максимума на промежуточных значениях.
Почему так происходит?
У магнитов есть внутренние «предпочтения»:
- Один слой стремится к одинаковому направлению магнитных моментов.
- Другой — к противоположному.
Из-за этого конфликта система перестраивается во время движения: элементы многократно переключаются между состояниями, тратя энергию. Это и создаёт трение — без контакта, без износа.
Важную роль играет гистерезис («память» системы): текущее состояние зависит от предыдущих изменений.
Зачем это нужно?
Открытие позволяет управлять трением бесконтактно. Это пригодится:
- В микроустройствах.
- В магнитных подшипниках.
- В системах подавления вибраций.
Вывод: трение — не только про касание и неровности. В магнитных материалах оно возникает из-за внутренней нестабильности и может достигать пика там, где классическая физика его не ждёт.