Вчені-фізики створили "магнітний шланг", здатний передавати на відстань магнітне поле
Одне з найважливіших властивостей електромагнітних хвиль, яке широко використовується людьми, полягає в тому, що ці хвилі при певних умовах можуть долати практично нескінченні відстані. На жаль, такого не можна сказати про магнітні поля. "Використання магнетизму і його впливу в науці і техніці обмежена непереборним фізичним обмеженням - магнітні поля швидко втрачають свою силу і розпадаються по мірі віддалення від джерела поля" - розповідає Карлес Нэво (Carles Navau), вчений з Автономного університету Барселони (Autonomous University of Barcelona). Але група дослідників, очолювана Нэво, знайшла спосіб передачі магнітних полів на відстань за допомогою так званого "магнітного шланга", а створений дослідний зразок такого "шланга" став демонстрацією працездатності використаних принципів.
За всю історію науки і техніки люди навчилися передавати магнітні поля на відносно короткі відстані. Приміром, в трансформаторах для цієї мети використовуються магнітопроводи з феромагнітних матеріалів з високою магнітною проникністю. Але використання принципово нових матеріалів дає альтернативний метод передачі магнітних полів, і до таких нових матеріалів можна віднести метаматеріали, складні матеріали, які вже зараз використовуються для заломлення, згинання та інших операцій з електромагнітними хвилями, які не можна було реалізувати лише кілька років тому.
Карлес Нэво і його колеги взяли за основу ідею, що статичне магнітне поле можна розглядати як частину електромагнітної хвилі з нескінченно великою довжиною цієї хвилі. З точки зору теорії, такою хвилею можна керувати за допомогою метаматеріалів, як і будь-якими іншими електромагнітними хвилями. Провівши серію розрахунків, вчені розробили конструкцію "магнітного шлага", що складається з концентричних надпровідних труб, що чергуються з трубами з феромагнітного матеріалу. Такий "шланг", що складається з 20 концентричних шарів, довжина якого в десятки разів перевищує його товщину, передає близько 90 відсотків магнітного поля від одного кінця до іншого. Труба "шланга" всього з двох шарів забезпечує передачу приблизно 75 відсотків.
Для перевірки працездатності ідеї дослідники використовували трубу, довжиною 7 сантиметрів, що складається з шарів надпровідного складного сплаву BiPbSrCaCuO, смугастих з шарами феромагнітного сплаву, сплаву заліза і кобальту. У одного кінця труби була встановлена котушка електромагніта, що створює магнітне поле напруженістю 1.3 Тесла. Датчики, встановлені в області другого кінця труби, зареєстрували магнітне поле в 0.8 Тесла, що у багато разів перевищувала магнітне поле в цій точці простору, що створюється електромагнітом без допомоги "магнітного шланга".
Така технологія передачі магнітного поля на відстань за допомогою магнітного шланга" може знайти масу застосувань в самих різних областях. Передачу магнітного поля можна використовувати в різних наукових приладах, датчиках різних фізичних величин тощо. Але найважливішим застосуванням технології є її застосування в області квантових обчислень, адже для утримання та для зміни стану квантових бітів, кубітів, використовуються впливу комбінаціями різних хвиль і полів.
Вчені ще не з'ясували, чи спрацює такий підхід для передачі магнітних полів на нанорівні, на рівні, де і відбувається обробка квантової інформації. У самому найближчому часі вчені намагаються з'ясувати це, створивши і випробувавши в лабораторії нано - "магнітний шланг".