Istraživači grade magnetske crvotočine

Kombinacija materijala nevidljivo usmjerava magnetska polja s jednog mjesta na drugo

Otvor za crvotočine: Kad se vidi magnetskim očima, magnetsko polje nestaje s desne strane i izlazi lijevo niotkuda. U prostoru se ne može prepoznati magnetsko polje. © Jordi Prat-Camps / Universitat Autònoma de Barcelona
čitati naglas

Zvuči kao znanstvena fantastika: fizičari su prvi put uspjeli konstruirati magnetsku crvotočinu. To vodi magnetsko polje od jednog do drugog kraja, ali je samo po sebi magnetsko nevidljivo. Na kraju, crvotočna rupa stvara iluziju da se magnetsko polje nigdje ne pojavljuje, kao što tvrde istraživači u časopisu Scientific Reports. Takva crvotočina bila bi korisna, na primjer, u magnetskoj rezonanci.

Postoje li crvotočine u kozmosu ili ne, o čemu se astrofizičari još uvijek svađaju. Ali jasno je da bi takvi odlomci bili izuzetno praktični. Zbog toga što povezuju udaljena područja prostora, otvarajući, kao da je prečac izvan uobičajene tri dimenzije. "Zbog njihove egzotične prirode, projektiranje takve crvotočine u laboratoriju predstavlja ogroman izazov", kažu Jordi Prat-Camps i njegovi kolege s Autonomnog sveučilišta u Barceloni.

Tunel za elektromagnetske valove

Malo jednostavnija, međutim, bila bi izgradnja crvotočine za elektromagnetske valove. Allan Greenleaf i njegovi kolege sa sveučilišta Rochester u New Yorku predstavili su teorijski koncept već 2007. godine. Trik: Metamaterijali se koriste da bi valovi bili nevidljivi tijekom njihovog transporta kroz crvotočanicu. Materijali su slični cjevastom ogrtaču nevidljivosti.

Pri vidljivoj svjetlosti možete vidjeti između krajeva crvotočine, kuglu od tri komponente, koja istovremeno pruža i smjer i kamuflažu. © Jordi Prat-Camps / Universitat Autònoma de Barcelona

"Elektromagnetski valovi bi se širili kao da su usmjereni kroz nevidljivi tunel između dvije regije prostora", objašnjava Prat-Camps. Međutim, ono što je Greenleaf smatrao čistom budućom glazbom prije osam godina - konkretnu realizaciju te ideje - sada su postigli španski istraživači. "Konstruirali smo pravu crvotočinu za magnetska polja i eksperimentalno je demonstrirali", izvještavaju oni.

"Magnetsko polje iz ničega"

Magnetska crvotočina u osnovi se sastoji od samo tri dijela: jezgra je spiralno namotani film od mu-metala, legure nikla-željeza, koji koncentrira magnetska polja u jednom smjeru i istodobno ih ograničava na vanjsku. Zato leži sferna posuda izrađena od supravodičnog materijala. To sa svoje strane obuhvaća vanjska ljuska feromagnetskog materijala. prikaz

"Budući da nadprovodni i feromagnetski slojevi magnetski razdvajaju područje koje sadrže, rezultat je da se topologija prostora promijeni", objašnjavaju istraživači. "To daje dojam da je unutrašnjost - gledano magnetski - uklonjena iz postojećeg trodimenzionalnog prostora." Ako se na jednom kraju primijeni jednosmerni napon, tamo se formira magnetsko dipolno polje.

Fotografija kuglice crvotočine prije nego što se ohladi tekućim dušikom kako bi se materijal srednjeg sloja provodio superprovodnim. Jordi Prat-Camps / Universitat Aut noma de Barcelona

To se prolazi kroz crvotočnu rupu i na drugom se kraju pojavljuje kao monopolarno polje, o čemu izvještavaju Prat-Camps i njegovi kolege. Sfera crvotočine je jasno vidljiva u vidljivoj svjetlosti i drugim rasponima valnih duljina spektra, ali nije u mjerenjima magnetskog polja za njih je cijelo područje između oba kraja nevidljivo. "Naša magnetska crvotočina stvara iluziju da se magnetsko polje pojavljuje iz ničega", kažu istraživači.

Primjena u medicini

Znanstvenici, između ostalog, vide primjene u medicini: Endoskopske operacije pod kontrolom magnetske rezonancijske tomografije (MRI) i danas su relativno teške jer snažna magnetska polja uređaja MRI utječu na alate kirurga, a alati zauzvrat utječu na MRI. Iskriviti slike.

Prema istraživaču, elektromagnetska crvotočina bi ovdje mogla pomoći. Ako se alati provuku kroz crvotočnu rupu tako da se vidi samo vrh, izobličenje se može svesti na minimum, jer bi tada bilo nevidljivo i za magnetsko polje. (Znanstvena izvješća, 2015; doi: 10.1038 / srep12488)

(Grupa prirode, 21.08.2015. - NPO)