Οι επιστήμονες έχουν βρει έναν τρόπο δημιουργίας και ακύρωσης μαγνητικών πεδίων από μακριά.
Η μέθοδος περιλαμβάνει τη λειτουργία ηλεκτρικού ρεύματος μέσω ειδικής διάταξης καλωδίων για τη δημιουργία μαγνητικού πεδίου που μοιάζει σαν να προέρχεται από άλλη πηγή. Αυτή η ψευδαίσθηση έχει πραγματικές εφαρμογές: Φανταστείτε ένα φάρμακο για τον καρκίνο που θα μπορούσε να παραδοθεί απευθείας σε έναν όγκο βαθιά στο σώμα από κάψουλες κατασκευασμένες από μαγνητικά νανοσωματίδια. Δεν είναι δυνατόν να κολλήσετε έναν μαγνήτη στον όγκο για να καθοδηγήσετε τα νανοσωματίδια στο ταξίδι τους, αλλά αν μπορούσατε να δημιουργήσετε ένα μαγνητικό πεδίο από έξω από το σώμα που επικεντρώθηκε ακριβώς πάνω σε αυτόν τον όγκο, θα μπορούσατε να παραδώσετε το φάρμακο χωρίς επεμβατική διαδικασία.
Η ισχύς ενός μαγνητικού πεδίου μειώνεται με την απόσταση από τον μαγνήτη και ένα θεώρημα που αποδείχθηκε το 1842, το Θεώρημα του Earnshaw, λέει ότι δεν είναι δυνατόν να δημιουργηθεί ένα σημείο μέγιστης ισχύος μαγνητικού πεδίου σε κενό χώρο.
“Εάν δεν μπορείτε να έχετε μέγιστα μαγνητικά πεδία σε κενό χώρο, αυτό σημαίνει ότι δεν μπορείτε να δημιουργήσετε το πεδίο μιας μαγνητικής πηγής από απόσταση, χωρίς να τοποθετήσετε μια πραγματική [μαγνητική] πηγή στην τοποθεσία προορισμού”, δήλωσε η Rosa Mach-Batlle, φυσικός στο Istituto Italiano Di Tecnologia Κέντρο Βιομοριακών Νανοτεχνολογιών στην Ιταλία που ηγήθηκε της νέας έρευνας.
Κάνοντας το υποθετικό πραγματικό.
Η Mach-Batlle και οι συνάδελφοί της, ωστόσο, πίστευαν ότι θα μπορούσαν να ξεπεράσουν αυτό το πρόβλημα. Εμπνεύστηκαν από την εργασία στην οπτική που χρησιμοποιεί μηχανικά υλικά γνωστά ως μεταϋλικά (σχεδιασμένα να έχουν ιδιότητες που δεν βρίσκονται σε κανένα φυσικό υλικό) για να ξεπεράσουν τα όρια της ανάλυσης που καθορίζονται από το μήκος κύματος του φωτός. Ομοίως, πίστευαν ότι τα υποθετικά μαγνητικά υλικά θα μπορούσαν να επιτρέψουν το αδύνατο στον κόσμο των μαγνητικών πεδίων.
Οι ερευνητές οραματίστηκαν ένα υλικό με μαγνητική διαπερατότητα αρνητικό 1. Η μαγνητική διαπερατότητα ενός υλικού δείχνει πόσο αυξάνει ή μειώνει ένα μαγνητικό πεδίο όταν εκτίθεται σε αυτό το πεδίο. Σε ένα υλικό με μαγνητική διαπερατότητα του αρνητικού 1, η κατεύθυνση του μαγνητισμού που προκαλείται μέσα στο υλικό θα είναι το αντίθετο της κατεύθυνσης του αρχικού μαγνητικού πεδίου.
Φυσικά, μια νέα μέθοδος επαγωγής μαγνητικών πεδίων που βασίζονταν σε υλικά που δεν υπάρχουν δεν θα ήταν ιδιαίτερα χρήσιμη. Αλλά παρόλο που αυτό το υποθετικό υλικό με αρνητική διαπερατότητα δεν υπάρχει, οι φυσικοί μπορούν να δημιουργήσουν ένα είδος προσωρινού “υλικού” από ηλεκτρικό ρεύμα που διατρέχει μια συγκεκριμένη διάταξη καλωδίων. Αυτό συμβαίνει επειδή το ρεύμα προκαλεί μαγνητισμό και αντίστροφα, συνέπεια των εξισώσεων ηλεκτρομαγνητισμού του Maxwell.
“Στο τέλος, δεν χρησιμοποιούμε κανένα υλικό, χρησιμοποιούμε μια ακριβή διάταξη ρευμάτων που μπορούν να θεωρηθούν ως ενεργό μετα-υλικό”, δήλωσε ο Mach-Batlle στο Live Science.
Για να δημιουργήσει το πεδίο από απόσταση, η Mach-Batlle και η ομάδα της δημιούργησαν έναν κοίλο κύλινδρο από περίπου 20 σύρματα που περιβάλλουν ένα μακρύ εσωτερικό σύρμα. Όταν το ρεύμα διέρχεται από αυτά τα καλώδια, δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο που μοιάζει με το ίδιο εάν το μακρύ εσωτερικό καλώδιο ήταν πραγματικά έξω από τη συσκευή. Είναι το ηλεκτρομαγνητικό ισοδύναμο ενός βιτρίνα που ρίχνει τη φωνή της. η πηγή του πεδίου δεν βρίσκεται στην πραγματικότητα έξω από τη συσκευή, αλλά το ίδιο το πεδίο δεν διακρίνεται από το πεδίο που θα είχε προκύψει εάν η πηγή ήταν έξω από τη συσκευή.
“Δημιουργούμε την ψευδαίσθηση ότι έχουμε αυτήν την πηγή από απόσταση”, δήλωσε ο Mach-Batlle. Οι ερευνητές δημοσίευσαν τα ευρήματά τους στις 23 Οκτωβρίου στο περιοδικό Physical Review Letters
Βιοϊατρικές εφαρμογές.
Υπάρχουν ακόμη ερωτήσεις σχετικά με το πόσο καλά θα μπορούσε να λειτουργήσει αυτή η μέθοδος για εφαρμογές πραγματικού κόσμου. Ένα περίεργο του συστήματος είναι ότι υπάρχει μια περιοχή πολύ ισχυρών μαγνητικών πεδίων μεταξύ του κυλίνδρου σύρματος και του πεδίου σε απόσταση. Αυτή η περιοχή θα μπορούσε να επηρεάσει ορισμένες εφαρμογές της έρευνας, είπε ο Mach-Batlle, αν και αν θα ήταν προβληματική ή όχι εξαρτάται από το τι προσπαθείτε να κάνετε με το πεδίο.
Πιθανές εφαρμογές πέρα από τη διανομή φαρμάκων περιλαμβάνουν την ακύρωση μαγνητικών πεδίων από μακριά, μια τεχνική που θα μπορούσε να είναι χρήσιμη στον κβαντικό υπολογισμό για τη μείωση του “θορύβου” από εξωτερικά πεδία που μπορεί να επηρεάσει τις μετρήσεις. Μια άλλη χρήση μπορεί να είναι η βελτίωση της διακρανιακής μαγνητικής διέγερσης, η οποία χρησιμοποιεί μαγνήτες για να διεγείρει νευρώνες στον εγκέφαλο για τη θεραπεία της κατάθλιψης. Η δυνατότητα ελέγχου μαγνητικών πεδίων από απόσταση θα μπορούσε να βελτιώσει τη στόχευση της διακρανιακής μαγνητικής διέγερσης, έτσι ώστε οι γιατροί να μπορούν να εστιάζουν καλύτερα σε συγκεκριμένες περιοχές του ανθρώπινου εγκεφάλου.
Στη συνέχεια, οι ερευνητές ελπίζουν να δημιουργήσουν μια διαμόρφωση καλωδίων που επιτρέπει τη δημιουργία τρισδιάστατων μαγνητικών πεδίων από μακριά.
Ακολουθήστε μας στα κοινωνικά δίκτυα facebook, twitter, instagram, youtube, και στο Google news. Διαβάστε την e-enimerosi.com για να ενημερώνεστε για όλα τα νέα, από την Ελλάδα και τον κόσμο, κάνετε εγγραφή στην σελίδα και πατήστε το καμπανάκι για να ενημερώνεστε πρώτοι έγκαιρα και έγκυρα.