La Shell magnetica offre un controllo senza precedenti dei campi magnetici

Link Originale : http://phys.org/news/2013-01-magnetic-shell-unprecedented-fields.html (Tradotto con Google)

La scocca di nuova concezione magnetica può espellere o concentrare l’energia magnetica. Nei pannelli di sinistra, un piccolo magnete dipolo in (a) è circondato da un guscio magnetico in (b), che espelle l’energia magnetica ulteriormente verso l’esterno. In (c), un guscio raccolti secondo l’energia e la concentra nel suo foro centrale, in questo modo, l’energia magnetica viene trasferita attraverso lo spazio vuoto. Nei pannelli di destra, due magneti di dipolo (d) sono circondate da gusci in (e) che espellere la loro energia magnetica. Come mostrato in (f), il risultato è accoppiamento magnetico tra i due dipoli. Credit: Carles Navau, et al. © 2012 American Physical Society (Phys.org)-Una proprietà generale di campi magnetici è che decadono con la distanza dalla loro fonte magnetica. Ma in un nuovo studio, i fisici hanno dimostrato che circonda una sorgente magnetica con un guscio magnetico può aumentare il campo magnetico mentre si allontana dalla sorgente, permettendo energia magnetica di essere trasferita in un luogo lontano attraverso lo spazio vuoto. Invertendo questa tecnica, gli scienziati hanno dimostrato che l’energia trasferita magnetica può essere catturato da un secondo guscio magnetico situato a una certa distanza dal primo guscio. Il secondo guscio può quindi concentrare l’energia catturata magnetica in una piccola regione interna. Il raggiungimento rappresenta una capacità senza precedenti per trasportare e concentrare l’energia magnetica, e potrebbe avere applicazioni nella trasmissione senza fili di energia, tecniche mediche, e altre aree.

I fisici, Carles Navau, Jordi Prat-Camps, e Alvaro Sanchez presso l’Università Autonoma di Barcellona in Spagna, hanno pubblicato i loro risultati sul loro nuovo metodo di magnetico distribuzione di energia e concentrazione in un recente numero di Physical Review Letters . “Abbiamo provato con questo lavoro per aprire nuovi modi di plasmare campi magnetici nello spazio”, ha detto Sanchez Phys.org . “Dal momento che i campi magnetici sono così cruciali per così molte tecnologie (ad esempio, quasi il 100% dell’energia generata utilizza campi magnetici), trovare queste nuove possibilità può portare benefici.” La base della tecnica risiede nel campo dell’ottica di trasformazione, un campo che si occupa del controllo delle onde elettromagnetiche e coinvolge meta-materiali e mantelli dell’invisibilità . Mentre i ricercatori si sono concentrati sull’uso di solito ottica di trasformazione idee per controllare la luce, qui i ricercatori hanno applicato le stesse idee per controllare i campi magnetici, progettando un guscio magnetico con specifiche proprietà elettromagnetiche. Il guscio può essere utilizzato per controllare i campi magnetici in due modi, a seconda della sua posizione rispetto a una fonte magnetica. Quando una sorgente magnetica è collocato all’interno del serbatoio, espelle all’esterno di energia magnetica. Quando il serbatoio è posizionato vicino a una fonte magnetica situata al di fuori del guscio, i raccolti shell e concentra l’energia magnetica dalla sorgente in un foro nel centro della shell.

Gusci magnetici possono essere utilizzati per aumentare l’energia magnetica dei magneti multipli: Le quattro dipoli magnetici in (a) interagiscono molto debolmente, anche quando vengono avvicinati insieme in (b). Tuttavia, quando tutti e quattro i dipoli sono circondati da un guscio come in (c), i loro campi esterni diventano migliorato, producendo un campo magnetico più forte nella regione centrale. Credit: Carles Navau, et al. © 2012 American Physical Society In entrambi i casi, il guscio funziona dividendo lo spazio in un esterno e la zona interna e trasferire l’energia magnetica completamente in un dominio o l’altra. Questo metodo differisce dal modo in cui superconduttori e ferromagneti distribuzione di energia magnetica, dove l’energia torna sempre sul dominio in cui le fonti magnetiche sono. Anche se non ne esistono, che è perfettamente in grado soddisfare i requisiti per le proprietà magnetiche della shell, i fisici hanno dimostrato di poter avvicinano queste proprietà utilizzando cunei alternati di materiali superconduttori e ferromagnetici.
Per scopi pratici, questa approssimazione è sufficiente lavorare per una varietà di possibili applicazioni, in cui la shell magnetica di due funzioni (trasferimento e concentrazione) possono essere utilizzati insieme o separatamente. Per esempio, racchiudendo due dipoli magnetici con loro guscio, l’accoppiamento magnetico tra loro può essere migliorata, che potrebbe essere utilizzata per migliorare l’efficienza della trasmissione di potenza senza fili tra una sorgente ed un ricevitore. Con la sua capacità di concentrazione nei dintorni campi magnetici, un unico guscio magnetico potrebbe anche essere utilizzato per aumentare la sensibilità dei sensori magnetici. Gli scienziati hanno dimostrato che un sensore magnetico posto all’interno del guscio può rilevare una molto più grande flusso magnetico da una fonte esterna magnetica di quanto lo sarebbe quando si utilizza una strategia tipica concentrazione coinvolge superconduttori. I sensori magnetici sono spesso utilizzati in elettronica di consumo, automazione industriale, di navigazione, e molte altre aree. Il guscio magnetico potrebbe anche avere applicazioni mediche, come per biosensori che misurano la risposta del cervello in magnetoencefalografia, una tecnica usata per la mappatura dell’attività cerebrale. I fisici hanno anche mostrato che i gusci può essere usato per circondare più fonti magnetici disposti in un cerchio, consentendo loro di concentrare l’energia magnetica nel centro del cerchio. Questa disposizione può essere utilizzata in stimolazione magnetica transcranica (TMS), una tecnica usata per trattare disturbi psichiatrici. Mentre TMS si rivolge in genere le regioni vicino alla superficie del cervello, i gusci magnetici potrebbero contribuire ad estendere la portata dei campi magnetici a più profonde obiettivi. Energia magnetica gioca un ruolo fondamentale in applicazioni di potenza, come ad esempio nelle centrali elettriche, memorie magnetiche, e motori. Tutte queste applicazioni richiedono energia magnetica per essere distribuiti spazialmente o concentrati in un certo modo. Abilitando il controllo di energia magnetica in modi nuovi, i gusci magnetici potrebbero migliorare queste applicazioni e gli altri per le loro numerose configurazioni possibili. “Attualmente stiamo lavorando per estendere queste idee di applicazione ottica di trasformazione per il caso magnetico in direzioni diverse, e vedere come il futuro disegni possono essere messi in pratica (nel caso di specie, abbiamo suggerito superconduttori e materiali ferromagnetici come implementazione pratica del magnetico shell) “, ha detto Sanchez.

Per maggiori informazioni: Carles Navau, et al. “Energy Harvesting magnetica e concentrazione a distanza da ottica di trasformazione.” PRL 109, 263903 (2012). DOI: 10.1103/PhysRevLett.109.263903

Riferimento alla Gazzetta: Physical Review Letters

Link Originale : http://phys.org/news/2013-01-magnetic-shell-unprecedented-fields.html

Read more at: http://phys.org/news/2013-01-magnetic-shell-unprecedented-fields.html