Campos magnéticos personalizados em regiões inacessíveis

Um grupo de trabalho espanhol encontrou uma maneira de gerar um campo magnético espacialmente limitado a alguma distância da fonte. Para fazer isso, a equipe em torno de Rosa Mach-Batlle da Universitat Autònoma de Barcelona usa cilindros arranjados, fios condutores de corrente que formam um metamaterial magnético. O controle do magnetismo, essencial para as mais diversas tecnologias, fica comprometido pela impossibilidade de atingir o máximo. campo magnético para gerar no espaço livre. Aqui, os pesquisadores propõem uma estratégia baseada em permeabilidade com base para superar esta limitação severa. Eles demonstram experimentalmente que um material magnético ativo pode emular o campo de um fio elétrico direto à distância. Sua estratégia leva a uma focalização sem precedentes de campos magnéticos no espaço vazio e permite o apagamento remoto de fontes magnéticas, o que abre uma maneira de manipular campos magnéticos em regiões inacessíveis. PhysRevLett https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.125.177204

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Seus resultados abrem uma nova forma de controle remoto de campos magnéticos, com potenciais aplicações tecnológicas. Por exemplo, um grande número de Microrrobôs e micro ou nanopartículas funcionais são movidas e acionadas com o auxílio de campos magnéticos, podendo realizar o transporte e a liberação controlada de medicamentos, intervenções intraoculares na retina ou mesmo transplantes de células-tronco. No entanto, sabe-se que a rápida diminuição da força do campo com a profundidade do alvo no corpo limita severamente o desenvolvimento clínico de alguns desses dispositivos. Outro exemplo é a estimulação magnética transcraniana, que usa campos magnéticos para modular a atividade neural de pacientes com diferentes patologias. Apesar de seu sucesso, a estimulação magnética transcraniana sofre de focalidade limitada porque é incapaz de estimular regiões específicas. Os resultados alcançados podem beneficiar ambas as tecnologias, pois permitem o alinhamento espacial preciso dos campos magnéticos na profundidade desejada no corpo.

Em aplicações específicas, no entanto, deve-se considerar que a área entre o metamaterial e a réplica seria exposta a fortes campos magnéticos. Outra área de aplicação é o aprisionamento de átomos, que, dependendo de seu estado, podem ser aprisionados em mínimos de campo magnético (localizador de campo baixo) ou máximos (localizador de campo alto). Uma vez que os máximos locais são proibidos pelo teorema de Earnshaw, os buscadores de alto campo normalmente são pegos no ponto de sela de um potencial magnético que flutua ao longo do tempo. No entanto, essas armadilhas magnéticas dinâmicas são muito rasas em comparação com as armadilhas para visores de baixo campo. Ao emular uma fonte magnética à distância, pode-se criar paisagens de potencial magnético com gradientes mais elevados na posição do alvo desejada, resultando em armadilhas mais densas. Em resumo, nossos resultados mostram que uma concha com permeabilidade negativa pode emular e cancelar fontes magnéticas no distância. Esta capacidade de manipular campos magnéticos remotamente permitirá o avanço das tecnologias existentes e aplicações potencialmente novas que requerem o ajuste de campos magnéticos em áreas inacessíveis.