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第114回「GMRセンサと磁石」の巻

-HDD用ヘッド技術が生んだ小型・高感度の磁気センサ-

エレベーターの自由落下と無重力状態

 エレベーターを吊っているワイヤがいきなり切れて自由落下すると、内部は無重力状態となって人はフワフワと浮いてしまいます。相対性理論を構築する糸口となったアインシュタインの有名な思考実験です。下降中のエレベーターが無重力状態とならないのは、自由落下ではなく等速運動しているからです。ただ、エレベーターが停止状態から下降を始める瞬間、ゾワッという感覚が味わえます。無重力状態ではこの感覚がずっと持続するわけです。いわゆる絶叫マシーンの1つである遊園地のフリーフォールも、擬似的な無重力状態を体験するアミューズメントマシンです。

 エレベーターの自由落下と同様に、地中に長い縦穴を掘って、そこにカプセルを自由落下させると、カプセル内部には人工の無重力環境(正確には微小重力環境)を作り出せます。無重力環境では比重差による沈降や熱対流などが起きないので、通常の実験室では得られない新材料が生まれます。そのような実験施設として落下塔と呼ばれるものがあります。

 塔とはいっても、通常は地下に掘られた深い縦穴が利用されます。たとえば岐阜県土岐市にあるMGLABの落下塔は、自由落下距離100mで約4.5秒の無重力環境をつくる施設。カプセル内に実験装置を格納して自由落下させたあと、空気ブレーキや機械ブレーキなどを利用して徐々に減速・停止させてカプセルを回収します。

 バンジージャンプにおいては伸縮性のあるロープが、またスカイダイビングにおいてはパラシュートがブレーキの役目を果たして地上にソフトランディングします。

イラスト

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