levitazione quantistica

Pista a Levitazione Quantistica

Nell'a.s. 2025/26 in occasione della Giornata della Scienza è stata progettta e costruita una pista a levitazione quantistica presso il Liceo Galileo Ferraris di Torino. L'idea è stata lanciata da tre studenti e raccolta da un insegnante del Liceo che ha finanziato e supervisionato l'intero progetto. La pista è stata realizzata nel laboratorio di Fisica con la preziosa e indispensabile collaborazione del personale tecnico.

La pista è un esempio di levitazione magnetica perfetta resa possibile dalle sbalorditive proprietà quantistiche del disco superconduttore utilizzato, in particolare Effetto Meissner (diamagnetismo perfetto) e Flux Pinning. 

La pista è costituita da 560 magneti al neodimio N42 di dimensioni 15-15-8 mm, ciascuno dei quali può sollevare una massa di ferro di circa 7-8 kg! I magneti sono vincolati ad una lastra di ferro semirigida.

Il nostro disco levitante fa parte della famiglia REBCO, dove RE sta per Rare Earth (terre rare), B per Barium (bario), C per Copper (rame) e O per Oxide (ossido). In particolare il materiale è YBCO, dove Y sta per Ytrium (ittrio). Diametro 35 mm, spessore 12 mm, forza di levitazione nominale 100 N a 77 K con magneti a neodimio N52, temperatura critica di circa 90 K.

Il superconduttore viene portato alla temperatura critica utilizzando azoto liquido, la cui temperatura di evaporazione alla ordinaria pressione atmosferica e di circa - 196°C (77 K).

Il pubblico può ammirare la nostra pista durante gli open day.

La pista si presta all'insegnamento della Fisica con un approccio sperimentale e laboratoriale. Consente infatti non solo l'osservazione di fenomeni quantistici ad una scala macroscopica ma anche una serie di esperimenti e misure che interessano i programmi curricolari della disciplina: misure di resistenza (alla temperatura critica la resistenza del disco superconduttore cala bruscamente a zero), misura della forza levitante, esperimenti e misure di cinematica e dinamica con attritto quasi nullo, etc.

Inoltre fornisce gli spunti didattici per parlare delle attualissime applicazioni tecnologiche dei superconduttori: treni a levitazione, supercomputer quantistici, risonanza magnetica, acceleratori di particelle, contenimento del plasma nei reattori a fusione, etc.

Nei prossimi anni sono previste ulteriori iterazioni della pista. Sono in corso di progettazione una navetta dal design più aerodinamico da stampare in 3D e una diversa architettura della pista.