Іспанські вчені з Автономного університету Барселони спроектували циліндричний «антимагнит»

Нова модель нагадує відомі маскуючі пристосування на базі метаматеріалів, здатні зробити якийсь обсяг «невидимим» для електромагнітних хвиль. У 2007 році піонери цього напрямку прикладної фізики Бенджамін Вуд і Джон Пендрі, співробітники Імперського коледжу Лондона, вже розглядали електромагнітні хвилі в межі нульової частоти та склали теоретичний опис пристрою, що дозволяє об’єкту, вміщеного всередину нього, позбутися від дії зовнішнього статичного магнітного поля. При цьому саме поле не повинно відчувати збурень за межами пристрою.

Таке маскування, як виявилося, вимагає матеріалу з анізотропними і залежать від просторового положення величинами магнітної проникності μ, яка приймає значення μ < 1 в одному напрямку і перевершує одиницю в протилежному. Вимога μ < 1 здійснимо за допомогою масивів надпровідних пластин, які витісняють магнітне поле зі свого об’єму при реалізації ефекту Мейснера, а μ > 1 можна отримати з використанням феромагнітних матеріалів. Проте технологію створення робочого зразка британці не продумали, і магнітне маскує пристрій досі не виготовлено.

Іспанці розвинули цю ідею, і їх «антимагнит» за своїми можливостями перевершує описане вище пристосування.

По-перше, він жорстко обмежує поширення» магнітного поля, створеного певним об’єктом (скажімо, звичайним постійним магнітом), який знаходиться всередині оболонки пристрою.

По-друге, система, утворена оболонкою і внутрішнім об’ємом, залишається непомітною для зовнішнього спостерігача, який використовує магнітні способи виявлення.


Рис. 1. Моделювання «антимагнита». У лівому верхньому куті показані лінії поля циліндричного магніту; коли до нього підносять другий магніт (b), положення ліній змінюється в результаті взаємодії. Якщо один з магнітів закрити «антимагнитом» (с), поле поза захищеною області прийме первісний вид. У нижній частині рисунка показано «антимагнит» в поле провідника зі струмом (d) і звичайному однорідному магнітному полі (e), а також дію пристрою з розірваною оболонкою. Модельний «антимагнит» включає в себе надпровідний шар з μ = 0 і 10 чергуються шарів з параметрами μфм = 6, μρ = 0,104 і μθ = 1. (Ілюстрація авторів роботи).

Створити подібний «антимагнит» простіше, ніж виготовити пристрій за схемою Вуда і Пендрі. Циліндрична оболонка «антимагнита» буде містити декілька шарів, причому внутрішній повинен бути надпровідним і мати магнітну проникність, яка прагне до нуля. За ним підуть чергуються шари двох типів. Перший — тривіальний — буде виконуватися з однорідного та ізотропного феромагнітного матеріалу з незмінною μфм > 1, а другий повинен мати постійні радіальну проникність μρ < 1/μфм і кутову проникність μθ = 1. Таке поєднання властивостей, за словами авторів, можна реалізувати на основі вже згадуваних масивів надпровідних пластин, що підтверджує проведений в 2008 році досвід.

Препринт статті можна завантажити з сайту arXiv.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *