ГЛАВНАЯ » 2013 » Май » 7 » Ученые-физики создали "магнитный шланг", способный передавать на расстояние магнитное поле
13:10
Ученые-физики создали "магнитный шланг", способный передавать на расстояние магнитное поле
Одно из самых важных свойств электромагнитных волн, которое широко
используется людьми, заключается в том, что эти волны при определенных
условиях могут преодолевать практически бесконечные расстояния. К
сожалению, такого нельзя сказать про магнитные поля. "Использование
магнетизма и его воздействия в науке и технике ограничено непреодолимым
физическим ограничением - магнитные поля быстро теряют свою силу и
распадаются по мере удаления от источника поля" - рассказывает Карлес
Нэво (Carles Navau), ученый из Автономного университета Барселоны
(Autonomous University of Barcelona). Но группа исследователей,
возглавляемая Нэво, нашла способ передачи магнитных полей на расстояние с
помощью так называемого "магнитного шланга", а созданный опытный
образец такого "шланга" послужил демонстрацией работоспособности
использованных принципов.
На всю историю науки и техники люди
научились передавать магнитные поля на относительно короткие расстояния.
К примеру, в трансформаторах для этой цели используются магнитопроводы
из ферромагнитных материалов с высокой магнитной проницаемостью. Но
использование принципиально новых материалов дает альтернативный метод
передачи магнитных полей, и к таким новым материалам можно отнести
метаматериалы, сложные материалы, которые уже сейчас используются для
преломления, изгибания и других операций с электромагнитными волнами,
которые нельзя было реализовать всего несколько лет назад.Карлес
Нэво и его коллеги взяли за основу идею, что статическое магнитное поле
можно рассматривать как часть электромагнитной волны с бесконечно
большой длиной этой волны. С точки зрения теории, такой волной можно
управлять посредством метаматериалов, как и любыми другими
электромагнитными волнами. Проведя серию расчетов, ученые разработали
конструкцию "магнитного шлага", состоящего из концентрических
сверхпроводящих труб, чередующихся с трубами из ферромагнитного
материала. Такой "шланг", состоящий из 20 концентрических слоев, длина
которого в десятки раз превышает его толщину, передает около 90
процентов магнитного поля от одного конца к другому. Труба "шланга"
всего из двух слоев обеспечивает передачу приблизительно 75 процентов.Для
проверки работоспособности идеи исследователи использовали трубу,
длиной 7 сантиметров, состоящую из слоев сверхпроводящего сложного
сплава BiPbSrCaCuO, чередующегося со слоями ферромагнитного сплава,
сплава железа и кобальта. У одного конца трубы была установлена катушка
электромагнита, создающая магнитное поле, напряженностью 1.3 Тесла.
Датчики, установленные в области второго конца трубы, зарегистрировали
магнитное поле в 0.8 Тесла, что во много раз превышало магнитное поле в
этой точке пространства, создаваемое электромагнитом без помощи
"магнитного шланга".Такая технология передачи магнитного поля на
расстояние при помощи "магнитного шланга" может найти массу применений в
самых различных областях. Передачу магнитного поля можно использовать в
различных научных приборах, датчиках различных физических величин и
т.п. Но самым важным применением технологии является ее применение в
области квантовых вычислений, ведь для удержания и для изменения
состояния квантовых битов, кубитов, используются воздействия
комбинациями различных волн и полей.Ученые еще не выяснили,
сработает ли такой подход для передачи магнитных полей на наноуровне, на
уровне, где и происходит обработка квантовой информации. В самом
ближайшем времени ученые постараются выяснить это, создав и испытав в
лаборатории нано - "магнитный шланг".