วัสดุสำหรับเพิ่มสนามแม่เหล็ก

ศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัย Duke (Durham, North Carolina, USA) Yaroslav Urzhumov เสนอวิธีการในการขยายส่วนประกอบแม่เหล็กของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าโดยไม่เพิ่มส่วนประกอบทางไฟฟ้า ความจริงก็คือว่าเนื้อเยื่อชีวภาพสำหรับสนามแม่เหล็กมีความโปร่งใสและมันจะเป็นประโยชน์ในการเรียนรู้วิธีการเสริมความแข็งแกร่งองค์ประกอบแม่เหล็กของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

สิ่งนี้จะเปิดทางไปสู่การสร้างขบวนรถไฟลอยตัวที่ปลอดภัยไปสู่การสร้างระบบส่งพลังงานไร้สายใหม่และการแก้ปัญหาอื่น ๆ อีกจำนวนหนึ่งที่มีความจำเป็นสำหรับสนามแม่เหล็กที่มีการสลับสลับกันอย่างรุนแรงและในเวลาเดียวกัน ระบบใหม่จะประหยัดและปลอดภัยกว่าอะนาล็อกที่มีอยู่

เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ต้องการ Yaroslav Urzhumov เสนอให้ใช้ metamaterial ที่มีสนามแม่เหล็กเนื่องจากมีความเป็นไปได้ที่จะได้รับสนามแม่เหล็กที่แรงพอโดยใช้กระแสไฟฟ้าที่ค่อนข้างต่ำ วิธีการแก้ปัญหาดังกล่าวจะลดสนามไฟฟ้าซึ่งในกรณีนี้กาฝากและสร้างระบบแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ

แบบจำลองเชิงตัวเลขที่ดำเนินการโดย Yaroslav และเพื่อนร่วมงานของเขาแสดงให้เห็นว่าวัตถุขนาดมหึมาที่สร้างขึ้นบนพื้นฐานของ metamaterials ที่มีการแทรกซึมของแม่เหล็กลบนั้นสามารถขยายกำลังแม่เหล็กในสนามความถี่ต่ำภายใต้เงื่อนไขหลายประการ นักวิจัยเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า resonance พื้นผิวสนามแม่เหล็กซึ่งคล้ายกันในหลักการกับเสียงสะท้อนพื้นผิว plasmon ที่เกิดขึ้นในเลนส์ซึ่งปรากฏตัวในวัสดุที่มีค่าคงที่ไดอิเล็กทริกลบ

metamaterial แบบจำลองโดยนักวิทยาศาสตร์โดดเด่นด้วย anisotropy พิเศษสูงมากมีการซึมผ่านของแม่เหล็กลบในทิศทางเดียวและในทิศทางอื่น ๆ การซึมผ่านของแม่เหล็กเป็นบวก ตัดสินจากการคำนวณวัตถุที่ผลิตจะสามารถเพิ่มสนามแม่เหล็กอย่างแม่นยำเนื่องจากการสั่นพ้อง

การประยุกต์ใช้ปรากฏการณ์นี้ในระบบการไหลแบบแม่เหล็กจะเพิ่มมวลของวัตถุที่ถูกยกขึ้นหลาย ๆ ครั้งและค่าไฟฟ้าเมื่อเทียบกับแบบดั้งเดิมจะไม่เพิ่มขึ้น ผู้เขียนของการพัฒนานักเรียนเก่าของสถาบันฟิสิกส์และเทคโนโลยีมอสโก Yaroslav Urzhumov มั่นใจว่าความสำเร็จ

ระบบใหม่ของการควบคุมแรงแม่เหล็กที่ผิดปกติในสนามแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถทำงานในพื้นที่อื่น ๆ เช่นแหนบออปติคอลขนาดเล็กสำหรับจับอะตอมหรืออาวุธแม่เหล็กไฟฟ้าล่าสุด ซึ่งอาจรวมถึง ระบบเทคโนโลยี WiTricityที่ให้บริการสำหรับการถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สายผ่านสนามแม่เหล็กแรงสั่นสะเทือนสูงซึ่งไม่เป็นอันตรายต่อทั้งมนุษย์และสัตว์อย่างสมบูรณ์

ตามแบบจำลองของยาโรสลาฟกลุ่มของนักทดลองที่วิทยาลัยบอสตัน (บอสตันแมสซาชูเซตส์สหรัฐอเมริกา) ได้สร้างต้นแบบของ metamaterial ดังกล่าวหนึ่งอาจกล่าวได้ว่าเป็นเครื่องขยายเสียงแม่เหล็ก

สำหรับการส่งไร้สายผ่านสนามแม่เหล็กเมื่อเร็ว ๆ นี้ร่วมกับสถาบันโตโยต้ากลุ่มของ Yaroslav Urzhumov แสดงให้เห็นถึงการส่งกระแสไฟฟ้าที่ใช้งานได้จริงในระยะไกลผ่านสนามแม่เหล็กความถี่ต่ำ

เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการส่งสัญญาณนักวิทยาศาสตร์สร้างซุปเปอร์สแควร์ที่วางอยู่ระหว่างตัวส่ง เลนส์สี่เหลี่ยมประกอบด้วยลูกบาศก์จำนวนมากปกคลุมด้วยตัวนำเกลียว โครงสร้างที่เกิดขึ้นกับคุณสมบัติของวัสดุที่มีปฏิสัมพันธ์กับสนามแม่เหล็กถ่ายโอนพลังงานในกรวยแคบที่มีความเข้มสูงสุด

ขดลวด - เครื่องส่งสัญญาณ - ถูกวางไว้ที่ด้านหนึ่งของซุปเปอร์เลนส์ตามที่กระแสสลับถูกส่งผ่านไปสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับ สนามแม่เหล็กนี้ตามที่คาดไว้ลดความเข้มตามสัดส่วนของสี่เหลี่ยมจัตุรัสของระยะห่างจากเครื่องส่งสัญญาณ แต่ด้วย superlens เครื่องส่งสัญญาณที่อยู่อีกด้านหนึ่งของมันได้รับพลังงานเพียงพอแม้ที่ระยะ 30 ซม. โดยไม่ต้องใช้เลนส์กลางระยะการส่งไม่เกิน 7 6 ซม

นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าการส่งสัญญาณไร้สายโดยใช้ metamaterials นั้นได้ดำเนินการแล้วในห้องปฏิบัติการของ Mitsubishi Electric แต่มีระยะทางไม่เกินขนาดของเครื่องส่งสัญญาณ ตอนนี้การใช้สนามแม่เหล็กที่แม่นยำทำให้เกิดความปลอดภัยและประสิทธิภาพสูง วัสดุแม่เหล็กส่วนใหญ่ไม่ได้ถูกดูดซึมอย่างรุนแรงนอกจากนี้สนามแม่เหล็กโดยการเหนี่ยวนำได้ถึง 3 T นั้นมีความปลอดภัยและถูกใช้ในการตรวจเอกซเรย์แล้ว

ในอนาคตบนพื้นฐานนี้การสร้าง แกดเจ็ตขนาดเล็กไร้สายสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์. เลนส์ซูเปอร์จะโฟกัสสนามแม่เหล็กเพื่อชาร์จอุปกรณ์เฉพาะและพารามิเตอร์เลนส์จะสามารถเปลี่ยนแปลงได้และโฟกัสจะย้ายไปในอวกาศตัวอย่างเช่นหลังจากสมาร์ทโฟนที่เจ้าของถืออยู่รอบ ๆ ห้องเปลี่ยนตำแหน่งตลอดเวลา

ดูเพิ่มเติมที่หัวข้อ:

ประวัติความเป็นมาของการค้นพบและธรรมชาติของอำนาจแม่เหล็ก

การลอยของแม่เหล็ก มันคืออะไรและเป็นไปได้อย่างไร

กรงฟาราเดย์ งานและแอพพลิเคชั่น

การส่งพลังงานแบบไร้สาย - วิธีการพื้นฐาน