旋转场中磁珠的反向转动
经典物理
2020-10-07 v2
摘要
磁场中的磁化珠子通过使其磁矩与磁场方向对齐并移向磁场强度最大值来最小化其磁自由能。然而，当珠子与基底耦合时，它被迫滚动。平移和转动这两个原本独立自由度变得紧密耦合，产生微妙且常反直觉的效应。本文研究其中一个易于复现却惊人的效应：将钕珠置于实验室磁力搅拌器顶端。当搅拌器磁体以慢速旋转时，珠子自然跟随磁场。然而令人惊讶的是，在高速旋转时珠子突然反转方向，逆着驱动磁场方向运行，令观察者吃惊。该效应在 [J.Magn.Magn.Matter, 476, 376-381, (2019)] 中经实验研究，本文通过数值模拟与理论方法结合实验观测对其进行了全面研究。
引用
@article{arxiv.2003.10782,
title = {Counter-rotation of magnetic beads in spinning fields},
author = {Jean Farago and Thierry Charitat and Alexandre Bigot and Romain Schotter and Igor Kulic},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.10782},
year = {2020}
}
备注
10 pages