Ученые из Университета Лестера разработали первую рабочую технологию создания «магнитных плащей», которые позволяют скрыть объекты любой формы от воздействия магнитных полей. Технология, созданная под руководством доктора Гарольда Руиса, перенаправляет внешние магнитные поля вокруг объекта, требующего защиты, при этом не оказывая влияния на окружающую магнитную среду.
Электромагнитные поля, создаваемые линиями электропередач, медицинским оборудованием, а также солнечной активностью, представляют собой значительную опасность для высокоточного оборудования, датчиков и электроники. Они могут приводить к искажению сигналов, ошибкам в данных и нарушению функционирования устройств, что критически важно для безопасности в больницах, энергетических системах, аэрокосмической отрасли и научных лабораториях.
Ранее создание магнитных оболочек оставалось лишь теоретической возможностью и реализовывалось исключительно для объектов с простой формой, например, сфер или цилиндров. Специалисты из Лестера нашли способ обойти это ограничение, используя метод «физически информированного проектирования». Этот подход объединяет высокопроизводительное компьютерное моделирование с фактическими данными, что позволяет создать схему защиты для объектов любой, даже самой сложной конфигурации.
«Магнитная невидимость больше не является фантастической идеей, требующей идеальных условий для анализа. Данное исследование демонстрирует, что создание функциональных и пригодных для промышленного производства устройств, способных скрывать сложные объекты, вполне реально », — заявил доктор Руис.
Основой данной технологии является сочетание двух типов материалов: сверхпроводников и мягких ферромагнетиков. Сверхпроводники создают эффект выталкивания магнитного поля, однако при этом они деформируют его структуру. Мягкие ферромагнетики, характеризующиеся высокой магнитной проницаемостью, устраняют эти деформации, корректируя и выравнивая поле. Благодаря взаимодействию материалов, магнитное поле обтекает объект без потерь и восстанавливает свою первоначальную форму, что приводит к эффекту «электронной невидимости» внутри объекта».
Благодаря этой технологии появляется возможность разработки персонализированных магнитных экранов, которые пригодятся для защиты электронной начинки термоядерных реакторов, для обеспечения возможности проведения МРТ-исследований пациентов с металлическими имплантатами и для изоляции высокоточных квантовых сенсоров от внешних помех.
В дальнейшем исследователи планируют создать и проверить прототипы, применяя высокотемпературные сверхпроводящие ленты и композитные материалы с мягкими магнитными свойствами.
Исследование было в журнале Science Advances.